АКТИВНОСТЬ ЛИЗОСОМАЛЬНЫХ ФЕРМЕНТОВ В ОРГАНАХ КОЛЮШКИ ТРЕХИГЛОЙ ИЗ РАЗНЫХ БИОТОПОВ КАНДАЛАКШСКОГО ЗАЛИВА БЕЛОГО МОРЯ В ПЕРИОД НЕРЕСТА

Римма Ульяновна Высоцкая, Елизавета Андреевна Буэй, Дмитрий Людвигович Лайус, Rimma Vysotskaya, Elizaveta Buoy, Dmitry Lajus

Аннотация


Приведены результаты изучения активности лизосомальных ферментов в разных органах (печень, жабры, мышцы, гонады) половозрелых особей колюшки трехиглой Gasterosteus aculeatus L. в начале и конце нерестового периода. Рыбы для исследований были отловлены на трех нерестилищах в Кандалакшском заливе Белого моря, отличавшихся температурным режимом, соленостью, интенсивностью водообмена, водной растительностью и другими параметрами. В пробах определяли активность пяти кислых гидролаз (кислой фосфатазы, РНКазы, ДНКазы, β-галактозидазы, β-глюкуронидазы). Показано, что в течение нерестового периода рыбы находились в состоянии высокого метаболического напряжения, о чем свидетельствует повышение активности кислой фосфатазы и гликозидаз в печени и, особенно значительное возрастание уровня практически всех изученных ферментов в скелетной мускулатуре самцов и самок колюшки из всех биотопов к концу нереста. Это позволяет сделать вывод о мощном воздействии эндогенных факторов (половых стероидных и других гормонов) на метаболизм рыб. Лизосомальные ферменты, осуществляя гидролиз внутриклеточных резервов и менее необходимых в данный момент компонентов, обеспечивают организм важными энергетическими и пластическими материалами. С участием ферментов лизосом происходит «перекачка» веществ из внутренних органов в гонады и их дозревание у рыб, позже подошедших на нерестилища, а также компенсируется недостаточное поступление экзогенных питательных веществ, особенно у самцов колюшки, занятых в конце нереста заботой о потомстве. Повышенный уровень активности кислых гидролаз в гонадах самок, видимо, связан с резорбцией невыметанной икры и регенерацией тканей гонад. В жабрах, в отличие от других органов, к концу нерестового периода отмечено угнетение активности гликозидаз и активация РНКазы даже на нерестилище с самыми благоприятными условиями (Сельдяная лагуна), что, скорее всего, объясняется резким изменением солености в данной акватории за время нереста. В целом, отклик со стороны лизосомальных гидролаз на экологические флуктуации в разных биотопах был менее выражен по сравнению с влиянием эндогенных факторов, связанных с нерестом.


Ключевые слова


колюшка Gasterosteus aculeatus L.; кислые гидролазы; нерестовый период; условия среды; Белое море.

Полный текст:

PDF

Литература


Амелина В. С. Кислые нуклеазы и их роль в приспособительных реакциях водных организмов: Автореф.

дис. … канд. биол. наук. Петрозаводск, 2006. 26 с.

Аминева В. А., Яржомбек А. А. Физиология рыб. М.: Легкая и пищ. пром-сть, 1984. 200 с.

Аннотированный каталог круглоротых и рыб континентальных вод России / Ред. Ю. С. Решетников. М.: Наука, 1998. 220 с.

Баррет А. Дж., Хит М. Ф. Лизосомальные ферменты // Лизосомы. Методы исследования. М.: Мир, 1980. С. 25−56.

Бергер В. Я. Продукционный потенциал Белого моря. Исследования фауны морей. Т. 60(68). СПб.: ЗИН РАН, 2007. 292 с.

Высоцкая Р. У., Немова Н. Н. Лизосомы и лизосомальные ферменты рыб. М.: Наука, 2008. 284 с.

Высоцкая Р. У., Ломаева Т. А., Такшеев С. А., Амелина В. С., Бахмет И. Н. Активность лизосомальных и некоторых других ферментов в тканях мидий при разном уровне солености // Проблемы изучения, рационального использования и охраны ресурсов Белого моря: Материалы IX междунар. конф. (11–14 октября 2004 г., Петрозаводск). Петрозаводск: ПИН, 2005. С. 72–75.

Гублер Е. В., Генкин А. А. Применение критериев непараметрической статистики для оценки различий двух групп наблюдений в медико-биологических исследованиях. М.: Медицина, 1969. 29 с.

Демчук А. С., Иванов М. В., Иванова Т. С., Полякова Н. В., Головин П. В., Лайус Д. Л. Питание беломорской трехиглой колюшки Gasterosteus aculeatus (Linnaeus, 1758) на нерестилищах // Труды КарНЦ РАН. 2018. № 4. С. 42–58. doi: 10.17076/them818

Доргам А. С., Головин П. В., Иванова Т. С., Иванов М. В., Савельев П. Д., Лайус Д. Л. Гетерогенность морфологических признаков трехиглой колюшки Gasterosteus aculeatus на разных этапах нереста // Труды КарНЦ РАН. 2018. № 4. С. 59–73. doi: 10.17076/them819

Иванова Т. С., Лайус Д. Л. Временная и пространственная изменчивость численности трехиглой колюшки в районе Керетского архипелага Кандалакшского залива Белого моря // Мат-лы науч. конф., посв. 70‑летию Беломорской биологической станции МГУ: Сб. ст. М.: Гриф и К, 2008. С. 267–270.

Ивантер Д. Э., Рыжков Л. П. Рыбы. Петрозаводск: ПетрГУ, 2004. 176 с.

Лайус Д. Л., Иванов М. В., Иванова Т. С., Шатских Е. В. «Волны жизни» беломорский колюшки // Природа. 2013а. № 4. С. 43–52.

Лайус Д. Л., Иванов М. В., Иванова Т. С., Шатских Е. В. Сколько сейчас колюшки в Белом море? // Проблемы изучения, рационального использования и охраны природных ресурсов Белого моря: XII Междунар. конф. с элементами школы для молодых ученых и аспирантов: Сб. материалов. Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2013б. С. 185–188.

Левицкий А. П., Барабаш Р. Д., Коновец В. М. Сезонные особенности активности рибонуклеазы и α-амилазы слюны и слюнных желез у крыс линии Вистар // Биохимическая эволюция. Л.: Наука, 1973. С. 192−195.

Лысенко Л. А., Канцерова Н. П., Тушина Е. Д., Полякова Н. В., Лайус Д. Л., Немова Н. Н. Разнокачественность трехиглой колюшки (Gasterosteus aculeatus) Белого моря в начале нереста по активности кальцийзависимых протеиназ и популяционным характеристикам // Труды КарНЦ РАН. 2018. № 5. С. 79–88. doi: 10.17076/eco700

Мурзина С. А., Нефедова З. А., Пеккоева С. Н., Воронин В. П., Лайус Д. Л., Иванова Т. С., Немова Н. Н. Липидный и жирнокислотный статус печени и гонад трехиглой колюшки Gasterosteus aculeatus (сем. Колюшковые, Gastrosteidae) с разных нерестилищ в Белом море // Известия РАН. Сер. биол. 2018. № 6. С. 593–602. doi: 10.1134/S0002332918060085

Немова Н. Н. Внутриклеточные протеолитические ферменты у рыб. Петрозаводск: КарНЦ РАН, 1996. 104 с.

Озернюк Н. Д. Феноменология и механизмы адаптационных процессов. М.: МГУ, 2003. 215 с.

Покровский А. А., Арчаков А. И. Методы разделения и ферментной идентификации субклеточных фракций // Современные методы в биохимии. М.: Медицина, 1968. С. 5−59.

Рендаков Н. Л. Некоторые аспекты стероидной регуляции у костистых рыб // Труды КарНЦ РАН. 2018. № 6. С. 3–21. doi: 10.17076/eb777

Чурова М. В., Шульгина Н. С., Немова Н. Н. Активность ферментов энергетического и углеводного обмена в органах колюшки Gasterosteus aculeatus из разных биотопов Белого моря в период нереста // ДАН. 2018. Т. 482, № 1. С. 111–113. doi: 10.31857/S086956520003148-5

Bakhvalova A. E., Ivanova T. S., Ivanov M. V., Demchuk A. S., Movchan E. A., Lajus D. L. Long-term changes in the role of threespine stickleback Gasterosteus aculeatus in the White Sea: predatory fish consumption reflects fluctuating stickleback abundance during the last century // Evol. Ecol. Res. 2016. Vol. 17(3). P. 317–334.

Demchuk A. S., Ivanov M. V., Ivanova T. S., Polaykova N. V., Mas-Marti E., Lajus D. L. Feeding patterns in seagrass beds of three-spined stickleback Gasterosteus aculeatus juveniles at different growth stages // J. Mar. Biol. Ass. U. K. 2015. Vol. 95(8). P. 1635–1643. doi: 10.1017/S0025315415000569

Ivanova T. S., Ivanov M. V., Golovin P. V., Polyakova N. V., Lajus D. L. The White Sea threespine stickleback population: spawning habitats, mortality, abundance // Evol. Ecol. Res. 2016. Vol. 17(3). P. 301–305.

Kahovcova J., Odavic R. A simple method of the quantitative analysis of phospholipids separated by thin layer chromatography // J. Chromatogr. 1969. Vol. 40. P. 90−96.

Rybkina E. V., Demchuk A. S., Lajus D. L., Ivanova T. S., Ivanov M. V., Galaktionov K. V. Dynamics of parasite community during early ontogenesis of marine threespine stickleback, Gasterosteus aculeatus // Evol. Ecol. Res. 2016. Vol. 17(3). P. 335–354. URL: http://evolutionaryecology (дата обращения:

10.2018).

Rybkina E. V., Ivanova T. S., Ivanov M. V., Kucheryavyy A. V., Lajus D. L. Habitat preference of three-spined stickleback juveniles in experimental conditions and in wild eelgrass // J. Mar. Biol. Ass. UK. 2017. Vol. 97(7). P. 1437–1445. doi:

1017S0025315416000825

Stinchcombe J., Bossi G., Griffiths G. M. Linking albinism and immunity: the secrets of secretory lysosomes // Science. 2004. Vol. 305. P. 55–59. doi: 10.1126/science.1095291

Winchester B. Lysosomal metabolism of glycoproteins // Glycobiol. 2005. Vol. 15, no. 6. P. 1R–15R. doi:10.1093/glycob/cwi041

References in English

Amelina V. S. Kislye nukleazy i ikh rol’ v prisposobitel’nykh

reaktsiyakh vodnykh organizmov [Acid nucleases and their role in adaptive reactions of aquatic organisms]: Summary of PhD (Cand. of Biol.) thesis. Petrozavodsk, 2006. 26 p.

Amineva V. A., Yarzhombek A. A. Fiziologiya ryb [Fish physiology]. Moscow: Light and food industry, 1984. 200 p.

Annotirovannyi catalog kruglorotykh i ryb kontinental’nykh

vod Rossii [Annotated check-list of the cyclostomes and fishes of the continental waters of Russia]. Ed. Yu. S. Reshetnikov. Moscow: Nauka, 1998. 220 p.

Barrett A. J., Heat M. F. Lizosomal’nye fermenty [Lysosomal enzymes]. Lyzosomy. Metody issled. [Lysosomes: a laboratory handbook]. Ed. J. T. Dingle. Amsterdam; New York; Oxford: North-Holland Publishing Company, 1977. Moscow: Mir, 1980. P. 25−156.

Berger V. Ya. Produktsionnyi potentsial Belogo morya. Issledovaniya fauny morei [Production potential of the White Sea. Study of marine fauna]. Vol. 60(68). St. Petersburg: ZIN RAN, 2007. 292 p.

Churova M., Shul’gina N., Nemova N. Aktivnost’ fermentov energeticheskogo i uglevodnogo obmena v organakh kolyushki Gasterosteus aculeatus iz raznykh biotopov Belogo morya v period neresta [The activity of enzymes of energy and carbohydrate metabolism in the organs of stickleback Gasterosteus aculeatus from different biotopes of the White Sea during the spawning period]. DAN [Proceed. RAS]. 2018. Vol. 482, no. 1. P. 111–113. doi: 10.31857/S086956520003148-5

Demchuk A. S., Ivanov M. V., Ivanova T. S., Polyakova N. V., Golovin P. V., Lajus D. L. Pitanie belomorskoi trekhigloi kolyushki Gasterosteus aculeatus (Linnaeus, 1758) na nerestilishchakh [Feeding of the threespine stickleback Gasterosteus aculeatus (Linnaeus, 1758) at the spawning grounds]. Trudy KarNTs RAN [Trans. KarRC RAS]. 2018. No. 4. P. 42–58. doi: 10.17076/them818

Dorgham A. S., Golovin P. V., Ivanova T. S., Ivanov M. V., Savel’ev P. D., Lajus D. L. Geterogennost’

morfologicheskikh priznakov trekhigloi kolyushki Gasterosteus

aculeatus na raznykh etapakh neresta [Morphological variation of threespine stickleback (Gasterosteus aculeatus) on different stages of the spawning period]. Trudy KarNTs RAN [Trans. KarRC RaS]. 2018. No. 4. P. 59–73. doi: 10.17076/them819

Gubler E. V., Genkin A. A. Primenenie kriteriev neparametricheskoi statistiki dlya otsenki razlichii grupp

nablyudenii v medico-biologicheskikh issledovaniyakh [Application of criteria of nonparametric statistics for estimating differences between two study groups in biomedical research]. Moscow: Meditsina, 1969. 29 p.

Ivanter D. E., Ryzhkov L. P. Ryby [Fish]. Petrozavodsk: PetrSU, 2004. 176 p.

Ivanova T. S., Lajus D. L. Vremennaya i prostranstvennaya

izmenchivost’ chislennosti trekhigloi kolyushki v raione Keretskogo arkhipelaga Kandalakshskogo zaliva Belogo morya [Time and spatial variability of the Keret Archipelago of the Gulf of Kandalaksha in the White Sea]. Mat. nauch. konf., posv. 70‑let. Belomorskoi biol. stantsii MGU [Proceed. sci. conf. dedicated to the 70th anniv. of the Belomorsk biol. station of the Moscow St. Univ.]. Moscow: Grif i K, 2008. P. 267−270.

Lajus D. L., Ivanova T. S., Shatskikh E. V., Ivanov M. V. “Volny zhizni” belomorskoi kolyushki [“Waves of Life” of the White Sea stickleback]. Priroda [Nature]. 2013а. Vol. 4. P. 43–52.

Lajus D. L., Ivanova T. S., Ivanov M. V., Shatskikh E. V. Skol’ko seichas kolyushki v Belom more? [How many sticklebacks are there in the White Sea now?]. Probl. izuch., rats. ispolz. i okhrany prir. res. Belogo morya: XIII Mezhd. konf. s elem. shkoly dlya molodykh uch. i asp. (Petrozavodsk, 2013) [Iss. of studying, rational use, and protection of nat. res. of the White Sea: abs. XIII int. conf.‑school for young scientists and graduate students. Coll. papers (Petrozavodsk, 2013)]. Petrozavodsk: KarRC RAS, 2013b. P. 185–188.

Levitskii A. P., Barabash R. D., Konovets V. M. Sezonnyye

osobennosti aktivnosti ribonukleazy i α-amilazy slyuny i slyunnykh zhelez u krys linii Vistar [Seasonal features of ribonuclease and α-amylase activity of saliva and salivary glands in Wistar rats]. Leningrad: Nauka, 1973. P. 192−195.

Lysenko L. A., Kantserova N. P., Tushina E. D., Polyakova N. V., Lajus D. L., Nemova N. N. Raznokachestvennost’

trekhigloi kolyushki (Gasterosteus aculeatus) Belogo morya v nachale neresta po aktivnosti kal’tsiyzavisimykh proteinaz i populyatsionnym kharakteristikam [The White Sea threespine stickleback, Gasterosteus aculeatus, differentiation at the beginning of spawning by the activity of calcium-dependent proteases and population characteristics]. Trudy KarNTs RAN [Trans. KarRC RAS]. 2018. No. 5. P. 79−88. doi: 10.17076/eco700

Murzina C. A., Nefedova Z. A., Pekkoeva S. N., Voronin V. P., Lajus D. L., Ivanova T. S., Nemova N. N. Lipidnyi i zhirnokislotnyi status pecheni i gonad trokhigloi kolyushki Gasterosteus aculeatus (sem. Kolyushkovye, Gastrosteidae) s raznykh nerestilishch v Belom more [Lipid and fatty acid status of liver and gonads of the three-spined stickleback Gasterosteus aculeatus (Gastrosteidae) from different spawning places in the White Sea]. Izv. RAN. Ser. Biol. [Biol. Bull.]. 2018. No. 6. P. 593–602. doi: 10.1134/S0002332918060085

Nemova N. N. Vnutrikletochnye proteoliticheskie fermenty u ryb [Intracellular proteolytic enzymes in fish]. Petrozavodsk: KarRC RAS, 1996. 104 p.

Ozernyuk N. D. Fenomenologiya i mekhanizmy adaptatsionnykh

protsessov [Phenomenology and mechanisms of adaptation processes]. Mosсow: MGU, 2003. 215 p.

Pokrovskii A. A., Archakov A. I. Metody razdeleniya i fermentnoi identifikatsii subkletochnykh fraktsii [Methods of separation and enzymatic identification of subcellular fractions]. Sovr. metody v biokhim. [Modern methods in biochem.]. Moscow: Meditsina, 1968. P. 5−59.

Rendakov N. L. Nekotorye aspekty steroidnoi regulyatsii u kostistykh ryb [Some aspects of steroid regulation in Teleosts]. Trudy KarNTs RAN [Trans. KarRC RaS]. 2018. No. 6. P. 3−21. doi: 10.17076/eb777

Vysotskaya R. U., Nemova N. N. Lizosomy i lizosomal’nye

fermenty ryb [Fish lysosomes and lysosomal enzymes]. Moscow: Nauka, 2008. 284 p.

Vysotskaya R. U., Lomaeva T. A., Taksheev S. A., Amelina V. S., Bakhmet I. N. Aktivnost’ lizosomal’nykh i nekotorykh drugikh fermentov v tkanyakh midii pri raznom urovne solenosti [Lysosomal and some other enzymes activity in tissues of Mytilus edulis under different salinity]. Probl. izucheniya, ratsional’nogo ispol’z. i okhr. resursov Belogo morya: Mat. IX mezhdunar. konf. [Probl. of study, sustainable use and conservation of natural resources of the White Sea: Proceed. IX int. conf. (Oct. 11–14, 2004. Petrozavodsk)]. Petrozavodsk: PIN, 2005. P. 72−75.

Bakhvalova A. E., Ivanova T. S., Ivanov M. V., Demchuk A. S., Movchan E. A., Lajus D. L. Long-term changes in the role of threespine stickleback Gasterosteus aculeatus in the White Sea: predatory fish consumption reflects fluctuating stickleback abundance during the last century. Evol. Ecol. Res. 2016. Vol. 17(3). P. 317–334.

Demchuk A. S., Ivanov M. V., Ivanova T. S., Polaykova N. V., Mas-Marti E., Lajus D. L. Feeding patterns in seagrass beds of three-spined stickleback Gasterosteus aculeatus juveniles at different growth stages. J. Mar. Biol. Ass. U. K. 2015. Vol. 95(8). P. 1635–1643. doi: 10.1017/S0025315415000569

Ivanova T. S., Ivanov M. V., Golovin P. V., Polyakova N. V., Lajus D. L. The White Sea threespine stickleback population: spawning habitats, mortality, abundance. Evol. Ecol. Res. 2016. Vol. 17(3). P. 301–305.

Kahovcova J., Odavic R. A simple method of the quantitative analysis of phospholipids separated by thin layer chromatography. J. Chromatogr. 1969. Vol. 40. P. 90−96.

Rybkina E. V., Demchuk A. S., Lajus D. L., Ivanova T. S., Ivanov M. V., Galaktionov K. V. Dynamics of parasite community during early ontogenesis of marine threespine stickleback, Gasterosteus aculeatus. Evol. Ecol. Res. 2016. Vol. 17(3). P. 335–354. URL: http://evolutionaryecology (accessed: 10.10.2018).

Rybkina E. V., Ivanova T. S., Ivanov M. V., Kucheryavyy A. V., Lajus D. L. Habitat preference of three-spined stickleback juveniles in experimental conditions and in wild eelgrass. J. Mar. Biol. Ass. UK. 2017. Vol. 97(7). P. 1437–1445. doi:

1017S0025315416000825

Stinchcombe J., Bossi G., Griffiths G. M. Linking albinism and immunity: the secrets of secretory lysosomes. Science. 2004. Vol. 305. P. 55–59. doi: 10.1126/science.1095291

Winchester B. Lysosomal metabolism of glycoproteins. Glycobiol. 2005. Vol. 15, no. 6. P. 1R – 15R. doi: 10.1093/glycob/cwi041




DOI: http://dx.doi.org/10.17076/eb934

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


© Труды КарНЦ РАН, 2014-2019