Изменение биохимических параметров карпа при действии повышенной концентрации аммиака
УДК 577.121:574.6
В. А. Коваль
Черниговский государственный педагогический университет им. Т. Г. Шевченка,
Чернигов, Украина. kovalchernigov@gmail.com
THE CHANGING OF BIOCHEMICAL PARAMETERS OF CARP
UNDER THE INFLUENCE OF HIGHER CONCENTRATIONS
OF AMMONIA
V. O. Koval’
T. G. Shevchenko Chernihiv State Pedagogical University,
Chernihiv, Ukraine, kovalchernigov@gmail.com
Применение физиолого-биохимических показателей гидробионтов для контроля качества водной среды позволяет выявлять многочисленные реакции организма в ответ на воздействие небольших концентраций токсикантов задолго до наступления выраженных признаков отравления и гибели рыб. Особенно уязвимы рыбы становятся в неблагоприятные периоды своего жизненного цикла, в частности, в процессе зимнего голодания.
Цель нашего исследования – оценить влияние аммиака на показатели энергетического и углеводного обмена двухлеток карпа в условиях зимнего голодания.
Объектом исследования был карп чешуйчатый (Cyprinuscarpio Linnaeus, 1758), массой 200–250 г (двухлетки). Эксперимент по влиянию токсической нагрузки проводился в лабораторных условиях в 200-литровых аквариумах с отстоянной водопроводной водой (рыбу размещали из расчета 40 л воды на один экземпляр), при стандартном газовом и гидрохимическом режиме. Температура воды поддерживалось в зависимости от сезона. Концентрацию токсиканта, соответствующую двум рыбохозяйственным ПДК, создавали путем внесения расчетного количества буферной смеси NH4OH+NH4Cl. Период акклиматизации составлял 14 суток.
Для определения уровня активностей ферментов энергетического обмена исследовали глюкозо-6-фосфатфатдегидрогеназную, лактатдегидрогеназную активность в цитоплазматической фракции печени и белых мышц, а сукцинатдегидрогеназную – в митохондриальной фракции этих же тканей. Про углеводный обмен судили, исследуя активность ферментов необратимых стадий глюконеогенеза – фруктозо-1,6-дифосфатазы и глюкозо-6-фосфатазы. Содержание a-кетокислот (a-кетоглутарата, пирувата и щавелевоуксусной кислоты) определяли по методике Лисняка (Лисняк, 1981), содержание белка – по методу Лоури (Lowry, 1951).
Исследования показали, что аммиак в концентрации 2 ПДК по-разному влияет на активность ферментов энергетического обмена в период зимнего голодания. Активность глюкозо-6-фосфатфатдегидрогеназы в печени и белой мускулатуре составляет 146 и 133 % в сравнении с контролем. Аналогичная картина наблюдается и при изучении активности фермента анаэробного метаболизма. В печени активность лактатдегидрогеназы увеличивается в 2,4 раза (контроль – 0,53±0,02 против 1,30±0,15 мкмоль NAD/мг белка за 1 мин. в эксперименте). В мышцах изменения составляют 1,6 раза (контроль – 0,63±0,04 против 1,04±0,20 мкмоль NAD/мг белка за 1 мин. в эксперименте). Противоположное действие аммиак оказывает на активность сукцинатдегидрогеназы, одного из ферментов цикла трикарбоновых кислот. В печени угнетение активности данного фермента происходит на 43 % (контроль – 8,05±0,05 против 4,65±0,22 нмоль сукцината/мг белка за 1 мин. в эксперименте), а в белой мускулатуре на – 52 % (контроль – 6,10±0,14 против 2,95±0,03 нмоль сукцината/мг белка за 1мин. в эксперименте).
В зимний период одним из важных путей поддержания внутреннего гомеостаза является глюконеогенез. Изменение активности ферментов данного процесса наблюдается при действии аммиака. Активность фруктозо-1,6-дифосфатазы возрастает на 50 % в печени и на 27 % в мышечной ткани. Повышение активности глюкозо-6-фосфатазы зафиксировано и в печени, и в белой мускулатуре карпа во время зимовки.
Под действием повышенной концентрации аммиака, который находился в водной среде, исследовали содержание a-кетоглутаровой, пировиноградной и щавелевоуксусной кислот (табл.). В эксперименте установлено, что содержание a-кетоглутаровой и щавелевоуксусной кислот в экспериментальной группе рыб имело незначительные тенденции к повышению. Лишь изменения содержания пирувата были достоверны: в печени увеличение показателей на 35 %, а в белых мышцах – на 24 % (p > 0,05).
Таблица. Содержание a-кетокислот в тканях карпа
при повышенной концентрации аммиака в воде (M±m; n = 5)
|
Показатель |
Орган |
Контроль |
Эксперимент |
| a-кетоглутарат, мкмоль/100 г ткани |
печень |
3,24±0,48 |
3,42±0,15 |
| белые мышцы |
2,02±0,25 |
2,35±0,21 |
|
| Пируват, мкмоль/100 г ткани |
печень |
2,64±0,26 |
3,59±0,22 |
| белые мышцы |
1,98±0,18 |
2,46±0,14 |
|
| Щавелевоуксусная кислота, мкмоль/1 г ткани |
печень |
0,33±0,03 |
0,36±0,02 |
| белые мышцы |
0,52±0,04 |
0,60±0,04 |
Анализ полученных результатов показал, что при действии повышенных концентраций аммиака в тканях карпа происходят незначительные изменения в содержании a-кетоглутаровой и щавелевоуксусной кислот, а также ингибирование активности сукцинатдегидрогеназы. Кроме того, увеличивается активность ферментов: глюкозо-6-фосфатфатдегидрогеназы, лактатдегидрогеназы, фруктозо-1,6-дифосфатазы, глюкозо-6-фосфатазы. Повышение содержания a-кетокислот в тканях карпа можно объяснить окислением белков и аминокислот, энергия которых используется в процессах адаптации к действию аммиака. Следует отметить, что в зимний период затраты энергии у рыб незначительны, поэтому основными путями адаптации карпа к токсическим условиям будут гликолиз и глюконеогенез.
Zoocenosis — 2009
Біорізноманіття та роль тварин в екосистемах: Матеріали V Міжнародної наукової конференції. – Дніпропетровськ: Ліра, 2009. – С. 113-114.