CC BY
13Ученые записки Таврического национального университета им. В. И. Вернадского Серия «Биология» Том 16 (55.) Хе2 (2003) 152-! 56.
УДК 597.587.9:591.3.577.1
ВЛИЯНИЕ ЕСТЕСТВЕННЫХ И АНТРОПОГЕННЫХ ФАКТОРОВ НА АКТИВНОСТЬ ФЕРМЕНТОВ В СЫВОРОТКЕ КРОВИ СКОРПЕНЫ
Рощи на О. В.
В последнее время наблюдается заметное ухудшение экологического состояния Черного моря в результате возрастания темпов антропогенной нагрузки. В связи с этим появилась необходимость изучения физиологического состояния рыб, которые являются важными компонентами морских экосистем. Для достижения данной цели недостаточно одних морфологических и экологических исследований, необходимо также проводить биохимическое тестирование. Биохимические методы являются наиболее эффективными, так как они достаточно информативные и быстрые. Важным этапом биохимического анализа является изучение ферментативной активности. Существует строгая зависимость между активностью ферментов и уровнем общего метаболизма организмов [5]. Так активность ферментов позволяет оценить и прогнозировать физиологическое состояние рыб.
Аланин-аминотрансфераза (АлАТ), аспартат-аминотрансфераза (АсАТ), фруктозо-},6-Дифосфатальдолаза (АЛД) являются важными ферментами организма. АлАТ и АсАТ играют ключевую роль в белковом обмене, принимая участие в процессах переаминирования аминокислот. Имеются данные о том, что АсАТ связана с транспортом, который осуществляется в мембранах клеток, с энергетической функцией митохондрий и передачей нервного импульса в синапсах [3]. АЛД участвует в углеводном обмене. АлАТ, АсАТ и АЛД обладают значительной чувствительностью к воздействию различных экологических факторов, которые могут быть как естественными (сезонные изменения, температура, соленость, обеспеченность пищей), так и антропогенными (действие различных токсикантов). Таким образом, данные ферменты участвуют в ответных реакциях организма на действие различных факторов наряду с антиоксидантными ферментами и другими показателями[7].
На этом основании целью данной работы явилось изучение изменения активности некоторых ферментов (АлАТ, АсАТ, АЛД) в сыворотке крови скорпены (Бсограепа рогсиэ Уппаеиве), обитающей в бухтах, характеризующихся различной антропогенной нагрузкой, в разные сезоны года, а также выявление наиболее удобных и эффективных биохимических показателей для оценки физиологического состояния рыб.
Влияние естественных и антропогенных факторов на активность ферментов... 153
Материалы и методы
Объектом изучения служила скорпена (Scorpaena porcus Linnaeuse), являющаяся типичным представителем ихтиофауны прибрежной зоны г Севастополя.
Этот вид был выбран для изучения, так как вполне соответствует требованиям, предъявляемым "биомониторным" видам [4], Сыворотку крови скорпены отбирали на протяжении 2001 - 2002 гг. в разные сезоны у особей, обитающих в бухтах г. Севастополя с различной антропогенной нагрузкой (б. Мартынова и б.
Карантинная). Кровь у рыб отбирали из хвостовой вены при помощи пастеровской пипетки. Сыворотку получали методом отстаивания на холоде. Отобранную сыворотку использовали для определения активности изучаемых ферментов.
Для измерения активности Ал AT и АсАТ в сыворотке крови скорпены использовали колориметрический метод (микрометод) Reitman и Franke! (1957) [1].
Определение активности АЛД в сыворотке крови скорпены проводили по методу В.И.Товарницкого и Е.Н.Волуйской в модификации (микрометод) В.А.Ананьева и В.Р.Обуховой [1].
Полученные данные подвергались статистической обработке [2]. Вычисляли среднее арифметическое (М), стандартное отклонение (?), ошибку среднего арифметического (т), критерии достоверности Стьюдента для сравнения двух выборок
(0-
Результаты н их обсуждение
В результате данных исследований проанализированы изменения активности АлАТ, АсАТ и АЛД в сыворотке крови скорпены, обитающей в акватории г. Севастополя, а именно 6. Мартыновой и б. Карантинной (рис.1).
Согласно данным (табл. I), которые были предоставлены Государственной инспекцией охраны Черного моря, экологическая ситуация в этих бухтах незначительно
АЛД
5 1
;
4 , о 3
* о !
- 2 <
АлАТ
АсАТ
ir
т L
1 ] •i-- 1 2
Рис. I. Активность ферментов в сыворотке крови скорпены, обитающей в двух бухтах г. Севастополя: 1—6. Карантинная, 2—6. Мартынова,
154
Рощина О. В.
отличается и условия обитания можно считать почти одинаковыми. Таким образом, уровень антропогенной нагрузки не оказывает существенного влияния на исследуемые показатели.
В дальнейшем представляло интерес изучить действие других экологических факторов на физиологическое состояние скорпены. В ходе работы проанализированы изменения активности АлЛТ, ЛсЛТ и АДЦ в сыворотке крови рыб в зависимости от сезона года. Сравнения были проведены параллельно для двух бухт—Карантинной и Мартыновой (рис.2).
Таблица I
Экологическая характеристика бухт Карантинная и Мартынова
^Бух™.
Кол-во выбросов сточных вод, м3/сут
Нсфтеуглеводородьи мг/л
Мартынова
Аварийный выпуск КНС уУа 1
0,03-0,01
Карантинная
50
0,07-0,05
СПАВ, мг/л
0,002
0,003
БПК5, мг/л
2,1
2,5
Взвешенные вещества, мг/л
N02, мг/л
^ 1,9
То,003
2,4
0,003
5,5 л
5Н
4,5 -
3,5 -
5 3 -
5 2,5 -
о 2
<
1.5 -
1 -
0.5 -
0-
-0.5
¿1
АлАТ
гЪ
А
пЬ
ГП
б.Кэрэнтии
£
-ь
1 2 3 б.Мартын
АсАТ
гЬ
г5
I
п
•Ь
(Ь
й-
12 3
АЛД
121 з
бКараитин. б.Мартын. б.Карантин б.Мартын
Рис.2. Активность ферментов в сыворотке крови скорпены в зависимости от сезона:
¡—зима; 2—весна; 3—яето.
Изменения активности АсАТ в сыворотке крови скорпены представлены на рис.2. Как можно видеть, наибольшее значение активности АсАТ приходится на летний
Влияние естественных и антропогенных факторов на активность ферментов 155
период. Этот факт достоверно установлен для скорпены как из б. Мартыновой, так из б. Карантинной (р<0,05), и значения АсАТ соответственно равны 4,88±0,372 и 4,45±0,352 мкмоль/мл час, Значительной разницы между значениями активности данного фермента зимой и весной не обнаружено, Таким образом, отмечено увеличение активности АсАТ летом, что связано с усилением общего метаболизма у скорпены, так как на это время приходится период нереста. Наблюдается генеративный рост (созревание гонад), при этом происходит перераспределение энергетического и пластического материала. Данный процесс настолько энергоемок, что требует наряду спшцевым обеспечением значительной доли внутренних ресурсов организма [6]. Зимой наблюдается уменьшение активности АсАТ в сыворотке крови скорпены. Очевидно, это соотносится с понижением общего уровня обмена веществ в данный период, так как питание снижено, рыбы малоактивны, энергозатраты минимальны, окислительные процессы замедлены [5].
Совсем иная картина наблюдается при анализе активности АлАТ в сыворотке крови скорпены в зависимости от сезона года (рис.2). Наблюдается увеличение активности АлАТ зимой по сравнению с весной и летом. Эта разница достоверна для скорпены, обитающей в б. Карантинная (р<0,05). Установлено снижение активности данного фермента в весенний период, что характерно для скорпены как из б. Мартынова, так и из б. Карантинная, и значения соответственно равны 1,72±0,516 и 1,22±0,217 мкмоль/мл час. Значительной разницы между активностью АлАТ в зимний и летний периоды не обнаружено.
В динамике активности АлАТ наблюдается следующая закономерность. Отмечено снижение данного фермента в весенне-летний период, что можно объяснить таким образом. Скорпена относится к группе холодолюбивых черноморских рыб, у которых фазы соматического и генеративного роста не совпадают. Первый тип роста приходится на осенне-зимний период, а второй на весенне-летний. Так как скорпена принадлежит к "тощим" рыбам, то белки выполняют не только структурную функцию, но и энергетическую, являясь главным источником резервной энергии в зимний период [5]. По-видимому, АлАТ активно задействована в реакциях, обеспечивающих соматический рост.
При проведении данных исследований не обнаружено достоверных отличий в изменении активности АЛД в сыворотке крови скорпены в зависимости от сезона года (рис.2). Примерно одинаковые значения активности фермента были получены в летний период у скорпены из двух изучаемых бухт (б. Мартынова—0,34±0,059 мкмоль мл/час и б. Карантинная—0,305±0,067 мкмоль мл/час). В то же время зимой значения существенно отличаются. В сыворотке крови скорпены из б. Мартынова отмечено возрастание активности данного фермента (0,609±0,121 мкмоль мл/час), а из б. Карантинная - наоборот, снижение (0,204±0,062 мкмоль мл/час, р<0,05). Таким образом, у скорпены из б. Карантинная наблюдается увеличение активности АЛД
156
Рощи на O.B.
весной и снижение летом. На основании изложенного выше, в случае АДД необходимо провести дальнейшие исследования.
Таким образом, активность исследованных ферментов является удобным маркером для определения физиологического состояния рыб в зависимости от сезона года.
Список литературы
1. Иванов И.И., Коровкин Б.Ф., Манкелов И.М. Введение в клиническую энзимологию.—Л.: Медицина, 1972.—277с,
2. Лакин Г, Ф, Биометрия-М.: Высш. шкл., 1989.— 340с.
3. Маляровская А. Я. Обмен веществ у рыб в условиях антропогенного эвтрофироаания водоемов.—Киев: Наук, думка, 1979.—345с.
4. Овен A.C., Руднева И.И., Шевченко Н.Ф Ответные реакции морского ерша (Scorpaenaporcus) на антропогенное воздействие // Вопросы ихтиологии. - 2000 - Т.40, - №1. - С, 75 - 78,
5. Шульман ПЕ, Физиолого-биохимические особенности годовых циклов рыб - М.: Пищевая пром., 1972.-368с.
6. Шульман Г. Е., Урденко С.Ю. Продуктивность рыб Черного моря-Киев: Наук, думка, 1989 -188с.
7. Poteksi V., Karari V. Effects of trifluraUn on Carp: biochemical and histological evaluation. -Ecotoxicol. Environ. Saf. -1999. - Vol. 43. №2. - P.231 - 221.
Поступила в редакцию20.03.2003 г.
