Рост рыб, как и многих других животных, изучен довольно полно. Рост представляет собой количественную сторону развития и играет определенную формообразующую роль. Благодаря росту определяется форма, размеры и пропорции дефенитивного организма. Однако не на всех этапах развития рост имеет такое важное морфологическое значение.
Ранние стадии развития и первые этапы органогенеза происходят при общем отсутствии роста. Увеличение одних частей тела происходит за счет уменьшения других. На более поздних стадиях развития, в органолептическом периоде, значение роста как фактора морфогенеза становится главным.
Относительный рост отдельных частей организма представляет собой сложный и многоступенчатый процесс, в котором одни части тела растут интенсивно, а другие медленно или вообще не растут [9].
Выяснение биохимических механизмов возрастных изменеий клетки является важным аспектом решения одной из фундаментальных проблем биологии размножения и развития. Разные периоды онтогенеза характеризуются различной степенью выраженности окислительной модификации белков, содержания среднемолекулярных олигопептидов и активности протеолитических ферментов [8].
Целью работы является изучение видовых и возрастных особенностей в содержании среднемолекулярных пептидов (СМП) печени и почек карповых рыб.
Материалы и методы исследования
Карповые рыбы были перевезены в специальных мешках с кислородом из с. Юрковка Тарумовского района в Махачкалу на биологический факультет Дагестанского государственного университета. Рыбы были помещены в аквариумы объемом 250 л. В аквариумах создавались условия постоянного температурного и газового режима. Постоянную аэрацию аквариумов создавали с помощью специальных аэраторов. В течение одного месяца рыбы проходили адаптацию в условиях аквариума, при которой часть рыб погибала. В эксперименте использовались выжившие рыбы.
Для опыта брали печень и почки рыб, в которых определяли содержание среднемолекулярных пептидов, используя скрининговый метод Бабеля с соавт. [6]. 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 [5].
Результаты исследования и их обсуждение
Полученные нами результаты по динамике содержания среднемолекулярных пептидов в печени и почках сеголеток и годовиков карпа, белого амура, белого толстолобика представлены в таблице и рисунке.
Содержание среднемолекулярных пептидов в печени и почках карповых рыб разного возраста (М ± m; n = 10)
|
Ткань |
Карп |
Амур белый |
Толстолобик белый |
|||
|
сеголетки |
годовики |
сеголетки |
годовики |
сеголетки |
годовики |
|
|
Печень |
0,112 ± 0,009 |
0,221 ± 0,021 |
0,103 ± 0,007 |
0,222 ± 0,019 |
0,116 ± 0,008 |
0,193 ± 0,012 |
|
Почки |
0,175 ± 0,012 |
0,200 ± 0,011 |
0,138 ± 0,011 |
0,197 ± 0,014 |
0,155 ± 0,010 |
0,205 ± 0,017 |
Динамика содержания среднемолекулярных пептидов в печени и почках карповых рыб
Как видно из таблицы, содержание СМП в печени сеголеток карпа составляет 0,112 ± 0,009 ед., в почках – 0,175 ± 0,012 ед. В печени сеголеток белого амура уровень СМП равен 0,103 ± 0,007 ед., в почках – 0,138 ± 0,010 ед. В печени белого толстолобика количество СМП равно 0,116 ± 0,008 ед., в почках – 0,155 ± 0,010 ед.
При сравнении содержания СМП в печени сеголеток разных видов карповых рыб видно, что оно преобладает в печени сеголеток белого толстолобика. Меньшим содержание СМП характеризуется печень сеголеток белого амура. В почках же количество СМП преобладает у сеголеток карпа, меньще всего – в почках сеголеток белого амура (таблица).
При сравнительном анализе уровня СМП в печени и почках карповых рыб нами отмечено их преобладание в почках по сравнению с печенью. Это преобладание составляет у сеголеток карпа на 56,2 %, сеголеток белого амура – на 33,3 %, белого толстолобика – на 33,6 %.
У годовиков исследованных нами видов карповых рыб отмечается значительное повышение содержания СМП в печени и почках по сравнению с сеголетками. Больше всего такое увеличение нами отмечено в печени годовиков карпа, которое достигает 0,221 ± 0,021 ед., что в процентном выражении составляет 97,3 %, в то время как в почках годовиков карпа это увеличение составляет всего 14,3 %.
В отличие от годовиков карпа, увеличение уровня СМП в печени годовиков белого амура незначительное по сравнению с сеголетками: это увеличение составляет всего на 11,3 %. В почках же годовиков белого амура это возрастание по сравнению с сеголетками достигает 42,8 %. У годовиков белого толстолобика, напротив, в печени наблюдается значительное повышение уровня СМП (на 68,1 %) по сравнению с почками, в которых увеличение уровня СМП происходит на 32,9 % (таблица; рисунок).
Как в случае сеголеток карповых рыб, наблюдается значительное преобладание содержания СМП в почках годовиков по сравнению с печенью. Исключение составляют годовики белого амура, в печени которых уровень СМП преобладает по сравнению с почками на 11,7 %.
Установлено, что СМП образуются в результате ограниченного протеолиза [1]. Протеолизу подвергаются модифицированные белки. Одной из причин модификации белков является их окисление под влиянием активных форм кислорода [10]. Окислительно модифицированные белки в 50 раз интенсивнее подвергаются протеолизу по сравнению с нативными.
Частичное окисление белков увеличивает их гидрофильность, а дальнейшее окисление приводит к повышению гидрофобности которая увеличивает их чувствительность к протеолизу [10]. Более того, считается установленным, что активные формы кислорода изменяют соотношение антипротеиназ и протеиназ в тканях и органах животных организмов. Известно, что радикал ОН ингибирует α1-антипротеиназу, а Н2О2 ингибирует антипротеиназы и активирует протеиназы [7].
Радикалы, образующиеся при аутоокислении липидов, также способны инактивировать α1-антипротеиназу [10].
В нашей лаборатории показано, что в ходе роста и развития карповых рыб (карп, белый амур, белый толстолобик) в течение года (годовики) происходит увеличение содержания продуктов свободнорадикального окисления липидов в печени и почках, красных и белых скелетных мышцах, мозге и крови.
По литературным данным, окислительно модифицированные белки, кроме протеолиза, могут подвергаться спонтанной фрагментации [2, 3]. Одновременно происходит разрушение триптофана в белках. 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 значительным накоплением битирозинфенола [2, 3].
Можно сделать заключение, что повышение содержания СМП печени, почек и других органов годовиков карповых рыб по сравнению с сеголетками частично связано с фрагментацией окислительно-модифицированных белков. Из полученных нами результатов и литературных данных [1–4] вытекает, что разные стадии развития рыб характеризуются различной глубиной окислительной модификации белков и содержанием среднемолекулярных олигопептидов.