Онтогенетические аспекты органно-тканевого распределения карбоксиэстераз суслика крапчатого (Spermophilus suslicus)
УДК 577.152.31:591.3:599.322.3
А. М. Андриевский, Ю. Н. Олейник
Одесский национальный университет, Одесса, Украина, andriev_scar@mail.ru
ONTOGENETIC ASPECTS OF CARBOXYLESTERASE DISTRIBUTION
IN TISSUES OF SPERMOPHILUS SUSLICUS
A. M. Andrievski, U. N. Oleinik
Odessa National University, Odessa, Ukraine, andriev_scar@mail.ru
Популяционная экология крапчатого суслика (Spermophilus suslicus (Guldenstaedt, 1770)) в северо-западном Причерноморье интенсивно изучается на протяжении почти сорока лет (Лобков, 1999). Получены данные о пространственном распределении особей, особенностях размножения на разных стадиях формирования колоний, изменении размерно-массовых показателей. Однако данные экологических исследований не обладают достаточной разрешающей способностью, необходимой для объяснения механизмов внутрипопуляционной дифференциации, развития и преобразования популяций во времени. И без данных генетико-биохимического исследования даже косвенными методами, например, изозимным анализом, здесь не обойтись.
В нашем исследовании исходным экспериментальным материалом служили следующие ткани и органы: головной мозг, цельная кровь, щитовидная железа, сердце, желудок, тонкий кишечник, печень, поджелудочная железа, половые железы (семенники, яичники), придатки семенника, плацента взрослых половозрелых и неполовозрелых самцов и самок в возрасте 14, 21 и 25 суток, а также особей позднего натального (плодного) периода. Всего исследовано 36 особей.
В работе использовали метод щелочного электрофореза в полиакриламидном геле для разделения белков кислой природы, к числу которых относится большинство эстераз животных. Путем проведения реакции одновременного азосочетания нафтолов с прочным синим идентифицировали молекулярные формы тканевых карбоксиэстераз. После электрофореза гелевые блоки сканировали, а затем обрабатывали с помощью компьютерной программы «АнаИС» (анализатор изображений спектров) для получения денситограмм.
Нами изучен молекулярный состав карбоксиэстераз в ряде органов и тканей крапчатого суслика на разных стадиях онтогенеза. Установлено наличие двух групп: α-фильных и β-фильных карбоксиэстераз. Выделены три группы карбоксиэстераз, различающиеся по коэффициенту относительной электрофоретической подвижности. Первая, самая быстроподвижная группа оказалась наиболее вариабельной по количеству фракций ферментов.
Исходя из данных органно-тканевого распределения, экспрессии карбоксиэстераз у самцов и самок следует отметить отсутствие существенных различий по числу электрофоретически подвижных групп и диапазонов их активности. В то же время, экспрессия карбоксиэстераз в семенниках самцов имеет более высокие показатели, чем в яичниках самок, что, возможно, определяется физиологическими особенностями особей мужского пола в репродуктивный период. В этот период они едят немного, сильно худеют (Лобков, 1999). Соответственно и активность эстераз в пищеварительной системе у них меньше, чем у самок.
У самцов и самок имеются различия и по ширине электрофоретичекого спектра эстераз органов и тканей. В целом этот спектр у самцов более выражен по сравнению с самками.
Особенности органно-тканевого распределения α- и β-фильных карбоксиэстераз закладываются уже на поздних стадиях натального периода, когда в печени и головном мозге появляются в следовых количествах фракции исследуемых эстераз. Экспрессия эстераз в пищеварительной системе (желудок, кишечник, печень) в постнатальный период поступательно увеличивается к 21-м суткам развития, что соответствует динамике скорости роста массы тела и длины (Олейник, Лобков, 2003). К 25-м суткам как экспрессия эстераз, так и скорость роста тела суслят уменьшается.
В половой системе мы наблюдаем обратную картину: невысокая экспрессия ферментов на ранних этапах развития (эмбриональный и ранний постнатальный периоды) по достижению сусликами половозрелости существенно увеличивается. Поступательность в развитии роли эстераз в организме, если судить по числу групп электрофоретических фракций в половых органах, прерывается в возрасте 25 суток. На этом этапе в половых железах и придатках семенников обнаруживается только одна (третья) группа эстераз. На более ранних и более поздних этапах развития сусликов их число соответствует 2 и 3.
Карбоксиэстеразы головного мозга, начиная с плодного периода и до половозрелости, отличаются невысокой экспрессией. Наиболее разнообразен электрофоретический спекр эстераз в натальный (плодный) период. К 25-м суткам в головном мозге суслят наблюдается присутствие только одной (третьей) группы ферментов, которая зафиксирована на электрофореграммах головного мозга и у половозрелых особей. Наибольшее разнообразие и экспрессия исследуемых ферментов наблюдается в крови, печени, желудочно-кишечном тракте и половых железах. При этом обнаруживаются существенные различия в экспрессии карбоксилэстераз пищеварительной и половой систем в онтогенезе.
Дополнительные исследования в этих направлениях откроют путь к последующему использованию электрофоретических спектров карбоксиэстераз для определения степени внутрипопуляционной дифференциации населения крапчатого суслика, изучению механизмов формирования, развития и динамики поселений.
Zoocenosis — 2007
Біорізноманіття та роль тварин в екосистемах: Матеріали ІV Міжнародної наукової конференції. – Дніпропетровськ: Вид-во ДНУ, 2007. – С. 459-460.