Научная статья на тему 'Влияние цвета освещения на состав белков крови молоди сибирского осетра Acipenser baerii'

Влияние цвета освещения на состав белков крови молоди сибирского осетра Acipenser baerii Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

CC BY
148
35
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Влияние цвета освещения на состав белков крови молоди сибирского осетра Acipenser baerii»

I ВЛИЯНИЕ ЦВЕТА ОСВЕЩЕНИЯ НА СОСТАВ

| БЕЛКОВ КРОВИ МОЛОДИ СИБИРСКОГО

! ОСЕТРА АС1РЕ№ЕН ВАЕШ1

А. Б. Ручин, А. А. Дудко

Одной из характеристик падающего на Землю света является его спектральный состав. В воде лучи с разной длиной волны проникают на глубину неодинаково, что связано с особенностями их поглощения и рассеивания, с наличием примесей и мелких организмов в водоеме. Большинство рыб обладает хорошо развитым цветовым зрением, поэтому довольно чутко реагирует на различный монохроматический свет [4; 5]. Особый интерес, как с теоретической, так и практической стороны, представляют данные о влиянии монохроматического (цвета) освещения на ростовые процессы рыб разных видов и возрастных групп. Оказалось, рост рыб зависит от цвета освещения, и его реакция на длину волны | видоспецифична, Например, в экспериментах скорость роста личинок белого толстолобика Hypophthalmichthys molitrix, сеголеток карасей (Carassius carassius, С. auratus

gibelio) и карпа Cyprinus carpio значительно увеличивалась при зеленом освещении [7; 9; 10; 14] С другой стороны, рост молоди ро-тана Perccottus glenii ускорялся при синем и зеленом, а рост личинок пеляди Coregonus peled и мальков гуппи Poecilia reticulata — только при синем [6; 14]. При освещении лу-чами красной зоны спектра скорость роста всех указанных видов уменьшалась. В то же время не было выявлено достоверных различий в скорости роста личинок атлантического лосося и пикши, содержащихся в разных режимах монохроматического света [12; 16]. Как видно из приведенных источников, данных о влиянии цвета освещения на белковый состав сыворотки крови рыб отсутствуют, что и предопределило цель исследований.

Молодь сибирского осетра была получена из ГУДП «Конаковский завод товарного осетроводства». После доставки в лабораторию при кафедре зоологии Мордовского государственного университета, где проходили эксперименты, рыбы выдерживались в общем аква-

92

риуме 20 дней при круглосуточном освещении люминесцентными лампами белого света (освещенность 50 лк). Затем для опытов рыб случайным образом отлавливали и помещали в проточные (2 л/час) аквариумы объемом 30—40 л с регулируемой температурой воды 21 ± ГС и принудительной аэрацией (содержание кислорода 7,0—7,5 мг / л). В каждый аквариум помещали различное количество рыб (п), которых в начале и конце опыта взвешивали с точностью до 1 мг на весах Acculab. Вода поступала в аквариумы из одной «головной» емкости, где отстаивалась (дехлорировалась) не менее суток. Все опыты проведены в двукратной повторности.

Освещение над экспериментальными аквариумами создавали с помощью люминесцентной лампы марки ЛБ. Спектр данной лампы, в котором присутствует весь набор длин волн, принимался за контроль. В опыте свет с помощью определенных стандартных фильтров разлагали на отдельные монохроматические зоны, которые условно обозначались по преобладающему цвету пропускания. Характеристики всех светофильтров и зоны их пропускания приведены ранее [10; 14].

Кровь брали после перерезания хвостовой артерии и вены [2]. Для изучения фракционного состава белков брали пробу крови в одну пробирку от двух особей из каждого варианта. В качестве антикоагулянта использовали гепарин. Белковый состав оценивали при помощи электрофореза в присутствии додецил-сульфоната натрия в денатурирующих условиях по методу Леммли [13]. Разделение белков проводили в мини-гелях толщиной 0,3 см. В качестве разделяющего геля использовали 15 % полиакриламидный гель, а в качестве концентрирующего — 7 % полиакриламидный гель. В качестве стандартов использовали окрашенные белки-маркеры с широкий диапазоном молекулярных масс (Prestained SDS-PAGE Standarts, Broad Range, Bio-Rad, Шве-

© А. Б. Ручин, А. А. Дудко, 2008 I

ВЕСТНИК Мордовского университета j 2008 | № 2

ция). Для сравнения применяли молекулярные маркеры фирмы Sigma (США, набор NMF — ND — 500): b-Lactalbumin (14,20 кДа); Albumin Chicken Egg (45,00 кДа) и Carbonic Anhydrase (29,00 кДа). Анализ протеиног-рамм проводили по относительной электро-форетической подвижности белковых фракций (Rf). Для анализа полученных результатов использовали пакет программ Gel Explorer (Copyright 2000, версия 1.0), содержащий программу Gel Imager, предназначенную для ввода и обработки изображений с устройства видеоввода, и программу Gel Analysis. Белок определяли стандартным методом по Бред-форду. Статистическая обработка цифрового материала проведена по общепринятой схеме с использованием /-критерия Стьюдента [3].

Результаты наших исследований выявили определенное изменение электрофоретической подвижности белков, входящих в состав плазмы крови. В контрольном варианте при белом освещении отмечено преобладание во фракции белков с молекулярной массой около 50—60 кДа (рис). Точной идентификации фракций нами не проводилось, но предположительно это фракция альбумина. В этой же фракции отмечено высокое количество высокомолекулярных белков свыше 100 кДа и низкая концентрация белков с молекулярной массой до 25 кДа. При освещении красными лучами также отмечено высокое содержание высокомолекулярных белков с массой от 50 до 100 кДа, причем количество как высокомолекулярных, так и низкомолекулярных белков превышает суммарно фракции белков в контроле. Плазма крови осетров, содержавшихся при желтом свете, характеризуется денситометрическим пиком на уровне 38 кДа, высоким содержанием белков с массой свыше 50 кДа, однако отмечено некоторое снижение количества белков по сравнению с красным светом в области 97 кДа. В плазме крови у

значительное присутствие белков с молекулярной массой около 14 кДа. Такой пик не встречается в других пробах. В этом же варианте имеется одинаковой уровень профиля денситограммы в зоне белков массой от 49 до 56 кДа. Кроме того, отмечены нестандартные для других фракций белков два пика на уровне 98—110 кДа. Как мы упоминали выше, в литературе нами не обнаружено данных о влиянии цвета освещения на фракционный состав плазмы крови. Единственной работой является публикация С. Я. Варгезовой о воздействии фотопериода на состав сывороточных белков у годовиков форели [1]. В ней было показано, что у форели, содержавшейся без света, отмечается уменьшение глобулино-вой фракции.

Сибирский осетр обладает достаточно хорошо развитым цветовым зрением. В его сетчатке имеется все необходимое для цветораз-личения: три спектральных типа колбочек и цветооппонентные нейроны [15]. Результаты

наших опытов показывают, что определенный цвет освещения способен оказать влияние на физиологические процессы в организме осетра. Конечно, увеличение того или иного показателя в отдельности еще не свидетельствует об улучшении биологического статуса молоди сибирского осетра в том или ином режиме выращивания. Однако в совокупности они показывают достаточно четкую картину улучшения физиологического состояния особей осетра при зелено-голубом цвете освещения.

Ранее на примере личиночного развития шпорцевой лягушки Хепориэ 1аеи1з мы высказывали предположение о возможности увеличения синтеза ростингибирующего гормона, мела-тонина, эпифизом при красном освещении [8]. Возможно, что и в данном случае происходят сходные процессы. Например, как показали исследования испанских физиологов, при одинако-

осетров из зеленого варианта обнаружен белок вой освещенности, но различном спектре наблюдается повышение уровня этого гормона в плазме крови ОмеМгагсНиь 1аЬгах именно в этом

массой 41 кДа, не характерный для других вариантов. Отмечено также два пика на уровне 50 и 55 кДа и постепенное снижение фракционных зон белков массой от 55 до 100 кДа.

При голубом освещении плазма характеризуется низким содержанием фракционных белков массой 50 кДа, причем количество белков и их концентрация самые низкие из всех приводимых проб. Синее освещение оказало другое влияние: в данной пробе отмечено

световом режиме по сравнению с зеленым и синим светом [11]. На нильской тиляпии было показано, что при голубом освещении после стрессового воздействия содержание кортизола в плазме становится несколько меньше и не увеличивается, как при обычном освещении [17]. То есть, в данном случае голубая зона спектра выступает в качестве стресс снимающего агента.

266 300 347372 42*39

Г тзг~тзо----

¡724:751 ¡В17 '¡В79 ¡924 ¡981

84896

13 3553710)08 158 ¡219 1254 307 358'4' 422

Рисунок

Фракционный состав белков плазмы крови молоди сибирского осетра, выращенно-у при различном монохроматическом освещении. (Цифры в нижней части графиков показывают электрофоретическую активность фракций (Л?); над графиками — указывают на процентное (в % от нуля) содержание той или иной фракции). Варианты: А — маркерные белки; Б — контроль; К — красный; Ж — желтый;

3 — зеленый; Г — голубой; С — синий

ВЕСТНИК Мордовского университета | 2008 I № 2

(4_115 3385. 38410)17

:- -V

577291

¡579 ¡608

16^193 ¡260 2913!8в4348374

-««14* 138

122 121119^ Л---

_____: : \

100 : : : .

056878 936

644 686708

140

100 101 88

183 1818П81

"г-1 I. * .ГГ^.-.'ЩПГП м II ГП|Й1

10

82

Г

А

Биохимия и физиология человека и животных БИЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Варгезова С. А. Состав сывороточных белков у годовиков радужной форели при разной длительности освещения / С. А. Варгезова / / Сб. науч. тр. ГосНИОРХ. 1985. Вып. 229. С. 63—72.

2. Иванова Н. Т. Атлас клеток крови рыб / Т. Н. Иванова. М. : Легк. и пищ. пром-ть, 1983. 184 с.

3. Лакин Г. Ф. Биометрия. / Г. Ф. Лакин. М. : Высш. школа, 1980. 293 с.

4. Протасов В. Р. Поведение рыб. (Механизмы ориентации рыб и их использование в рыбоводстве) / В. Р. Протасов М. : Пищ. пром-сть, 1978. 296 с.

5. Протасов В. Р. Электрофизиологическое изучение зрения у рыб / В. Р. Протасов / / Труды совещания по физиологии рыб. 1958. С. 111—114.

6. Раденко В. Н. Влияние различных световых режимов на эффективность заводского выращивания личинок пеляди Coregonus peled L. / В. Н. Раденко, П. В. Терентьев // Биология сиговых рыб. М. : Наука, 1988. С. 216—225.

7. Раденко В. Н., Значение температуры и света для роста и выживаемости личинок белого толстолобика Hypophtalmichtis molitrix / В. Н. Раденко, И. А. Алимов // Вопр. ихтиологии. 1991. Т. 31, вып. 4. С. 655—663.

8. Ручин А. Б. Влияние монохроматического света на рост и развитие личинок шпорцевой лягушки, Xenopus laevis / А. Б. Ручин // Зоол. журнал. 2002. Т. 81, № 6. С. 752—756.

9. Ручин А. Б. Влияние светового режима на эффективность использования пищи и скорость роста рыб / А. Б. Ручин // Гидробиолог, журн. 2004. Т. 40, № 3. С. 48—52.

10. Ручин А. Б. Рост и интенсивность питания молоди карпа при различном постоянном и переменном монохроматическом освещении / А. Б. Ручин, В. С. Вечканов, В. А. Кузнецов / / Вопр. ихтиологии. 2002. Т. 42, № 2. С. 236—241.

» I у

f ,

11. Bayarri М. J. Influence of light intensity, spectrum and orientation on sea bass plasma and ocular

melatonin / M. J. Bayarri, J. A. Madrid, F. J. Sanchez-Vazq uez //J. Pineal Res. 2002. V. 32. P. 34—40.

12. Downing G. Impact of spectral composition on larval haddock, Melanogtammus aeglefitius L., growth and survival / G, Downing // Aquacult. Intern. 2002. V. 33, № 2. P. 251—259.

13. Laemmli U. K. Cleavage of structural proteins during the assembly of the head of bacteriophage T4 / U. K. Laemmli // Nature. 1970. V. 227, № 5259. P. 680—685.

14. Ruchin A. B. Influence of colored light on growth rate of juveniles of fish / к, В. Ruchin / / Fish Phys. Biochem. 2004. V. 30, J4b 2. P. 175—178.

15. Spectral characteristics of photoreceptors and horizontal cells in the retina of the Siberian sturgeon Aci penser baeri Brandt / V. I. Govardovskii, A. L. Byzov,L. V. Zueva.N. A. Polisczuk,E. A. Baburina / / Vision Res. 1991. V. 31, № 12. P. 2047—2056.

16. Stefansson S. O. The effect of spectral composition on growth and smolting in atlantic salmon (Salmo salar) and subsequent growth in sea cages / S. O. Stefansson, T. Hansen / / Aquaculture. 1989.

V. 82, No 2. P. 155—162.

17. Volpato G. L. Environmental blue light prevents stress in the nile tilapia / G. L. Volpato, R. E. Barreto // Brazil. J. Med. Biol. Res. 2001. V. 34. P. 1041—1045.

Поступила 04.02.08.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.