Возрастные изменения антиокислительной активности у судака второго поколения, выращиваемого в УЗВ ООО "ТПК Балтптицепром"

Введение. В ходе эволюции в организме животных образовалась сложная многокомпонентная антиоксидантная система, которая препятствует проявлению повреждающего действия свободных радикалов и перекисных соединений, обеспечивая связывание и модификацию радикалов, предупреждая образование и разрушение свободных радикалов, перекисей и металлов переменной валентности (Соколовский, 1985). Свободнорадикальное окисление, хотя и с очень малой скоростью, непрерывно протекает в норме в тканях живого организма с образованием активных продуктов: свободных радикалов, перекисных радикалов, гидроперекисей, альдегидов, кетонов и сопровождается радикальной полимеризацией (рис. 1).

Рис . 1 . Механизм свободнорадикального повреждения клетки

Отрицательному действию свободнорадикальных процессов противостоит антиоксидантная система, состоящая из водорастворимых и жирорастворимых антиоксидантов и ферментов антиоксидантной защиты (рис. 2) (Журавлев, 1975). Активность и структура антиоксидантной системы в различных органах животных зависит от выполняемых ими физиологических функций, интенсивности в них энергетического обмена и других особенностей метаболизма.

Свободные

Р ис . 2 . Механизм антиокислительной защиты клетки

К числу наиболее эффективных и широко распространенных биоантиокислителей относятся в первую очередь токоферолы (витамин Е), ряд фенолов (эвгенол и его производные) и полифенолов (конидендрин, пирокахетин, производные галловой к-ты и др.), флавоноиды (рутин, кверцетин), убихиноны, некоторые стероидные гормоны, фосфолипиды, в т. ч. лецитин и кефалин. Сюда следует отнести также аскорбиновую, лимонную, никотиновую, дегидрокофеиновую и бензойную кислоты и их соли, серосодержащие аминокислоты (цистеин, глутатион), серотонин, адреналин, билирубин, некоторые антибиотики и т. д. (Прайор, 1979).

Сравнительный анализ протекания процессов свободнорадикального окисления четко отображает уровень отдельных адаптационных возможностей рыб, относящихся к разным видам, породным группам и имеющих разный возраст. Параметры уровня антиокислительной активности можно использовать для контроля физиологического состояния выращиваемой рыбы и как качественный критерий биотехники выращивания рыбы, а также для оптимизации нормативных показателей и сведения к минимуму риска возникновения оксидативного стресса в организме выращиваемой рыбы.

Целью данной работы было исследовать наличие возрастных изменений в антиокислительной активности во внутренних органах, коже и жабрах у судака при выращивании в бассейнах установки замкнутого цикла водообеспечения (УЗВ).

Методика . Материал для исследований был собран в ходе научно исследовательских работ в течение трех лет с 2009 по 2011 г. Объектами служили сеголетки, годовики и двухлетки (производители в начале преднерествого периода) судака, выращиваемые в бассейнах ООО ТПК «Балтптицепром».

Выращивание судака второго поколения было начато в 2009 году. Посадочным материалом служило потомство производителей судака, выращенных в УЗВ.

Для исследований в конце октября – начале ноября отбирали по 15 клинически здоровых рыб близких по размеру, затем рыбу транспортировали в лабораторию кафедры Аквакультуры, где проводили исследования. Вначале проводили определение массы тела и длины, затем рыбу вскрывали, извлекали внутренние органы (печень, почку и селезенку) и взвешивали их. После проведения морфофизиологических исследований из внутренних органов готовили гомогенат по стандартной методике (Кост, 1975).

В гомогенате спектрофотометрическим методом определяли оптическую плотность и по формуле 1 вычисляли антиокислительную активность.

К и =

К к - К оп

С,

где К и – антиокислительная активность объекта, л×мл^-1×мин^-1;

К к – константа скорости окисления 2,6-ДХФИФ в контроле;

К оп – константа скорости окисления 2,6-ДХФИФ в опыте;

С – концентрация исследуемого вещества в инкубационной среде, мл/л.

По окончании работ проводили статистическую обработку полученных данных при применении стандартных методик, достоверность различий определяли по критерию Стъюдента (Аксютина, 1968).

Результаты и обсуждение. Первое исследование антиокислительной активности у судака проводили в возрасте сеголетков в конце октября 2009 г. (рис. 3). У исследованных сеголетков судака отмечали, что максимальное значение показателя антиокислительной защиты (АОА) было получено в печени. Величина исследованного показателя в среднем составила 4,12 л×мл-1×мин-1. Следует отметить, что данный показатель был статистически достоверно выше (р≤0,001), чем во всех остальных исследованных органах (рис. 4).

Рис . 3 . Сеголетки судака второго поколения

второго поколения

Такие высокие значения показателя АОА связаны с главной ролью печени в системе антиокислительной защиты и вызваны детоксицирующей ролью гепатопанктеаса в организме. Кроме того, именно в клетках печени происходит синтез ферментативными системами одного из самых мощных антиоксидантов живого организма – глутатиона.

В остальных внутренних органах – почке и селезенке, показатель АОА был статистически достоверно ниже чем в печени (р≤0,001) и в среднем в почке составлял 0,16 л×мл-1×мин-1 и еще ниже в селезенке 0,13 л×мл-1×мин-1. Полученные результаты указывают на то, что основную роль среди внутренних органов у сеголетков судака в системе антиокислительной защиты выполняет печень, что подтверждается наличием достоверных различий.

При защите от внешних свободных радикалов основная роль отводится первой линии защиты организма - слизистым покровам кожи и жабр. Если рассматривать полученные результаты, то видно, что средние значения показателя АОА в коже и жабрах достоверно выше, чем в почке и селезенке. В среднем в жабрах этот показатель составил 0,72 л×мл-1×мин-1, а в коже 0,53 л×мл-1×мин-1.

По нашему мнению, такое распределение значений антиокислительной активности указывает на оптимальные для судака условия выращивания, что подтверждается низкими значениями АОА в коже и жабрах. Согласно литературным данным защита организма от продуктов внешнего свободнорадикального окисления выполняется слизистыми покровами кожи и жабр (Грубинко, Леус, 2001).

В возрасте годовиков (в марте) отмечали изменение показателей антиокислительной активности (АОА) как во внутренних органах таки и в коже и жабрах. Максимальное значение АОА также было отмечено в печени, в среднем этот показатель составил 3,10 л×мл-1×мин-1, что статистически достоверно выше чем в селезенке (р≤0,01), коже и жабрах (р≤0,05) (рис. 5).

поколения

Если рассматривать возрастные изменения, то можно отметить снижение показателя АОА в печени с возрастом с 4,12 до 3,1 л×мл-1×мин-1, однако в пределах статистически не достоверных различий. Наименьшее значение АОА было отмечено в селезенке, в среднем величина этого показателя составила 0,5 л×мл-1×мин-1. По сравнению с возрастом сеголетков отмечали увеличение значения с 0,13 до 0,5 л×мл-1×мин-1. В почке этот показатель увеличился с возрастом еще больше с 0,16 до 1,7 л л×мл-1×мин-1. Очевидно, увеличение показателя антиокислительной активности связано с началом активного роста массы тела и активизации обменных процессов в организме.

Таким образом, в возрасте годовиков у судака при выращивании в УЗВ, происходит увеличение значений АОА в селезенке и почке при одновременном снижении этого показателя в печени.

В коже отмечали статистически достоверное (р ≤0,005) увеличение значения АОА с 0,53 до 1,30 л×мл-1×мин-1. В жабрах же величина АОА увеличилась не значительно с 0,72 до 0,85 л×мл-1×мин-1. Такое неоднозначное распределение показателей антиокислительной защиты, по нашему мнению, является специфическим для периода активного роста рыб. Если бы имело место воздействие не благоприятных факторов, то отмечали бы достоверное увеличение АОА в первую очередь в жабрах.

Анализирую данные по распределению антиокислительной защиты в организме годовиков судака следует отметить, что основную роль в антиокислительной защите, также, как и сеголетков, выполняет печень. С возрастом происходит увеличение показателей АОА во внутренних органах, коже и жабрах, что, по нашему мнению, можно связать с активным ростом рыб в соответствии с циркадным циклом развития судака, проходящего второй этап доместикации.

Р ис . 6 . Показатель антиокислительной активности у двухлетков судака второго поколения

В возрасте двухлетков у исследованных рыб отмечали изменение картины антиокислительной защиты. Максимальное значение этого показателя отмечали в печени, в среднем величина АОА составила 1,9 л×мл-1×мин-1. Если рассматривать возрастные изменения показателя АОА в печени, то можно отметить снижение величины с возрастом с 4,12 (у сеголетков) до 1,9 л×мл-1×мин-1 (у двухлетков). На основании этого можно сделать вывод, что с возрастом у рыб роль гепатопанкреаса как главного органа антиокислительной защиты снижается (рис. 6).

В почке отмечали слабое увеличение значение АОА с 1,7 до 1,8 л×мл-1×мин-1. Близкие значения очевидно связаны с тем, что в конце периода интенсивного роста рыб отмечается снижение обменных процессов, что и приводит стабилизации величины АОА на близком уровне.

В селезенке также, как и в почке отмечали увеличение величины АОА с 0,50 до 1,33 л×мл-1×мин-1, но различия в данном случае были достоверны (р≤0,05). Из оценки возрастных изменений у судака второй генерации видно, что с возрастом происходит перераспределение величины АОА между внутренними органами, в частности этот показатель снижается в печени и увеличивается в почке и селезенке.

В коже величина АОА несколько снизилась с 1,3 до 1,0 л×мл-1×мин-1. В жабрах наоборот этот показатель увеличился с 0,85 до 1,6 л×мл-1×мин-1, однако, в пределах не достоверных различий.

Если оценивать возрастные изменения величины АОА в коже и жабрах, то в жабрах четко отмечается увеличение значений АОА с возрастом, а в коже таких четких изменений нет.

Заключение. Оценивая антиокислительную активность у судака второго поколения, выращенного в бассейнах ООО ТПК «Балтпицепром», можно отметить, что основную роль в антиокислительной защите у рыб младшего возраста играет печень, с возрастом происходит перераспределение АОА между внутренними органами и внешними слизистыми покровами.

Об авторах:

Хрусталев Е.И. Возрастные изменения антиокислительной активносчти у судака второго поколения, выращиваемого в УЗВ ООО «ТПК Балтптицепром» / Е.И. Хрусталев, Т.М. Курапова, К.А. Молчанова // Вестн. ТвГУ. Сер.: Биология и экология. 2017. № 2. С. 172-179.