Scientific journal

Advances in current natural sciences

ISSN 1681-7494

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 0,775

Познание закономерностей роста и развития рыб, а в естественных водоемах возрастного стада, дает представление о степени использования рыбой пищевой базы, позволяет определить время и размеры наиболее целесообразного вылова. Оно дает основание для составления прогнозов о составе стада и масштабах промысла, а в прудовом рыбоводстве является основой для племенной работы, установления наиболее выгодных с хозяйственной точки зрения сроков выращивания рыбы [2, 11].

Различают весовой рост (наращивание массы тела) и линейный рост (увеличение длины тела). Весовой рост сильнее подвержен колебаниям в зависимости от условий питания, чем линейный, поэтому закономерности изменения роста легче проследить на линейном росте. Вместе с тем, в прудовом рыбоводстве основным показателем эффективности выращивания рыбы является весовой рост. Рыба растет неравномерно как в течение жизни, так и в течение всего года, причем в разные периоды рост ее характеризуется определенными особенностями [14].

На рост и развитие большое влияние оказывают различные биологически активные вещества, многие из которых являются пептидами средней массы и которые появляются в тканях животных при критических состояниях вследствие неполного распада белков [1].

Целью нашей работы является исследование видовых и возрастных различий в содержании среднемолекулярных пептидов скелетных мышц карповых рыб.

Материалы и методы исследования

В качеств объекта исследования нами использованы наиболее распространенные в Широкольском рыбокомбинате карповые рыбы – карп (Cyprinus carpio L.), белый амур (Ctenopharyngodon idella), белый толстолобик (Hupophhalinichthrys molitix).

Рыбы были помещены в аквариумы объемом 250 л, в которых создавались условия постоянного температурного и газового режима. В течение одного месяца рыбы проходили адаптацию в условиях аквариума, при котрой часть рыб погибала. В эксперименте использовались выжившие рыбы.

Для опыта брали красные и белые мышцы рыб, в которых определяли содержание среднемолекулярных пептидов, используя скрининговый метод Бабеля с соавт. (1974) [10]. Результаты выражали в условных единицах представляющих собой показатели оптической плотности, учтенных с точностью до третьего знака после запятой. Статистическую обработку результатов проводили методом малой выборки по t-критерию Стьюдента [9].

Результаты исследования и их обсуждение

Полученные нами экспериментальные данные по динамике содержания среднемолекулярных пептидов в красных и белых скелетных мышцах карповых рыб разного возраста приведены в таблице и на рисунке.

Из таблицы видно, что содержание СМП белых скелетных мышц сеголеток карпа равно 0,162 ± 0,017 ед., в красных – 0,134 ± 0,012 ед. В скелетных мышцах сеголеток белого амура уровень СМП ниже, чем у сеголеток карпа: в красных мышцах он равен 0,081 ± 0,007 ед., в белых – 0,090 ± 0,006 ед. Из исследованных карповых рыб уровень СМП преобладает в скелетных мышцах сеголеток белого толстолобика и составляет в красных мышцах 0,145 ± 0,016 ед., в белых – 0,201 ± 0,020 ед. При сравнении количества СМП в скелетных мышцах сеголеток карповых рыб оно преобладает в белых скелетных мышцах по сравнению с красными. Это преобладание составляет в белых мышцах карпа на 20,9 %, белого амура – на 11,1 %, белого толстолобика – на 38,6 % (таблица).

У годовиков карповых рыб происходит значительное увеличение уровня СМП в скелетных мышцах по сравнению с сеголетками. Значительнее всего такое увеличение имеет место в красных и белых скелетных мышцах белого амура (на 160,5 и 144,4 %) и составляет соответственно 0,211 ± 0,021 ед. и 0,200 ± 0,019 ед.

У годовиков карпа увеличение содержания СМП по сравнению с сеголетками составляет в белых мышцах на 83,3 %, в красных – 50,7 %. У годовиков белого толстолобика также наблюдается увеличение количества СМП в скелетных мышцах по сравнению с сеголетками, но оно выражено в меньшей степени, чем у карпа и белого амура. Это увеличение составляет в красных мышцах на 48,3 %, в белых – всего на 14,4 % (таблица; рисунок).

Таким образом, в скелетных мышцах годовиков всех исследованных видов карповых рыб происходит значительное возрастание уровня СМП по сравнению с сеголетками. Как у сеголеток, имеет место значительное преобладание количества СМП в белых и красных мышцах карповых рыб по сравнению с красными скелетными мышцами.

Известно, что СМП образуются в результате протеолиза [4]. Протеолизу подвергаются модифицированные белки. Важной причиной модификации белков является их окисление под действием активных форм кислорода [17]. Окислительно-модифицированные белки в 50 раз быстрее подвергаются протеолизу, чем нативные.

Содержание среднемолекулярных пептидов (СМП) в скелетных мышцах карповых рыб разного возраста (М ± m; n = 10)

Частичное окисление белков увеличивает их гидрофильность, а дальнейшее увеличение приводит к повышению гидрофобности, что повышает их чувствительность к протеолизу [18]. Кроме того, установлено, что активные формы кислорода изменяют соотношение антипротеиназ и протеиназ в тканях животных. Показано, что радикал ОН. ингибирует α1-антипротеиназу, а Н2О2 ингибирует протеиназы [13]. Радикалы, образующиеся при аутокислении липидов, также способны инактивировать α1-антипротеиназу [17].

В нашей лаборатории показано, что в ходе роста и развития карповых рыб в течение года у годовиков наблюдается повышение интенсивности свободнорадикального окисления липидов в красных и белых мышцах. Увеличение накопления СМП , активности катепсина Д в скелетных мышцах морского ерша с возрастом показано в исследованиях Ю.А. Подунай и др. [15].

Установлено, что окислительно модифицированные белки, кроме протеолиза могут подвергаться также спонтанной фрагментации [7].

Одновременно происходит разрушение триптофана. Триптофан и тирозин, входящие в состав тканевых белков, могут подвергаться окислительным превращениям, которые сопровождаются модификацией аминокислотных остатков, образованием внутри- и межмолекулярных сшивок между полипептидными цепями белков, снижением уровня триптофана и значительной продукцией битирозинфенола [7].

Можно предположить, что повышение уровня СМП в скелетных мышцах годовиков карповых рыб по сравнению с сеголетками частично связано с фрагментацией модифицированных белков.

По нашим данным, разные периоды онтогенеза рыб характеризуются различной степенью выраженности процессов окислительной модификации белков и содержания среднемолекулярных олигопептидов.

Окислительная модификация белков – один из ранних индикаторов поражения тканей при свободнорадикальной патологии [7,8]. Окислительная модификация белков вызывается активными формами кислорода, которые образуются во всех аэробных клетках. При этом нарушение баланса в системе «окислительные-антиоксидантные процессы» может явиться причиной гибели клетки. Пероксидация белков играет большую роль в процессе развития ряда заболеваний и старении организма [12, 16].

Cреднемолекулярные пептиды обладают высокой биологической активностью. Они ингибируют гликолиз, гликонеогенез, пентозный цикл, нарушают тканевое дыхание, мембранный транспорт ионов, угнетают активность Na+, K+-АТФазы [6]. Различные фракции СМП обладают как антиоксидантными, так и прооксидантыми свойствами [4].

Многие компоненты СМП, особенно выделенные из крови больных с хронической почечной недостаточностью, а также обожженных, обладают токсичным действием [5].

Динамика содержания среднемолекулярных пептидов (в %) в красных мышцах годовиков карповых рыб по отношению к сеголеткам

Однако многие пептиды, входящие в эту фракцию, являются биологически активными и участвуют в регуляции обмена веществ [3]. СМП участвуют в регуляции стресса [4]. При этом выяснилось, что направленность и выраженность эффекта зависит от молекулярной массы пептида при внутривенном введении крысам: либо потенцировали стресс-реакцию, либо угнетали ее. Отсюда следует, что суммарный эффект СМП зависит от их состава.

Старение свойственно всем многоклеточным организмам. Оно характеризуется нарушением функциональных особенностей организма. Это становится заметным в конце периода воспроизведения, который постепенно переходит в период старения. Последний имеет важную отличительную черту – в этом периоде невозможно воспроизведение. Кроме того, уменьшается активность всех органов. Ряд изменений, происходящих на молекулярном и клеточном уровнях, приводит к нарушению функционирования организма в целом. Вероятнее всего, наблюдаемые изменения в активности ферментов внутриклеточного протеолиза, в процессе окислительной модификации белков и уровне содержания среднемолекулярных пептидов в тканях рыб являются следствием модификации белкового метаболизма клеток как части развития биохимических механизмов старения, выработанной и закрепленной в ходе эволюции.

В ходе старения происходит аккумуляция окислительных белков. В течение последней трети жизни происходит накопление карбонильных групп в белках. Также с возрастом происходит снижение активности внутриклеточных протеолитических ферментов, что может быть связано как с уменьшением деградации белков, так и со снижением синтеза самого фермента [15]. Установленное нами увеличение содержания среднемолекулярных пептидов в скелетной мышечной ткани, являющихся маркерами эндогенной интоксикации, можно считать характерным признаком возрастных изменений карповых рыб.