Научный журнал
Успехи современного естествознания
ISSN 1681-7494
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,791

Динамика содержания среднемолекулярных пептидов в скелетных мышцах карповых рыб в процессе их роста и развития

Габибов М.М. 1 Рабаданова А.И. 1 Сулейманова У.З. 1 Абдуллаева П.И. 1 Аль Хасан Омар Кайдар 2 Вахиб Мохаммед Касим 3 Аль Сужаири Алаа Худайр Мохаммед 4
1 Дагестанский государственный университет
2 Мосульский университ
3 Университет Аль-Мутанна
4 Вавилонский университет
Изучена возрастная и видовая динамика содержания среднемолекулярных пептидов в красных и белых скелетных мышцах трех видов карповых рыб – карпа, белого амура и белого толстолобика. Показана зависимость содержания среднемолекулярных пептидов скелетных мышц от возраста изученных объектов. Содержание среднемолекулярных пептидов в скелетных мышцах сеголеток карповых рыб варьирует в широких пределах. Наибольший уровень СМП отмечен в белых скелетных мышцах белого толстолобика, наименьший – в красных мышцах белого амура. В скелетных мышцах годовиков исследованных рыб наблюдается увеличение содержания СМП по сравнению с сеголетками. При этом уровень СМП наиболее возрастает в красных и белых скелетных мышцах годовиков белого амура.
карп
рост
развитие
пептиды
сеголетки
годовики
1. Алексеев А.А. Острая ожоговая токсемия / А.А. Алексеев, В.А. Лавров // Мед. журн. – 1998. – № 2. – С. 41–43.
2. Анисимова, И.М. Ихтиология /И.М. Анисимова, В.В. Лавровский – М.: Агропромиздат, 1991. – http://zoomet.ru/ixt/ixtiolog_oglav.html.
3. Ашмарин И.П. Нейрохимия. Учебник для биол. и мед. вузов / И.П. Ашмарин, П.В. Стукалова. – М.: Изд-во Инбиомед. химии РАМН. – 1996. – 460 с.
4. О патогенетическом значении антиоксидантных свойств среднемолекулярных пептидов при термических ожогах / И.А. Волчегорский [и др.] // Вопросы мед. химии. – 1991. – № 2. – С. 28–32.
5. Средние молекулы» и проблемы эндогенной интоксикации при критических состояниях различной этиологии / Л.С. Владыка [и др.] // Анестизиология и реаниматология. – 1987. – № 2. – С. 37–42.
6. Исследование протекторов, моделирующих повреждающее действие пептидов группы «средних молекул» на клетки крови / С.Г. Галактионов [и др.] // Химико-фарм. – 1991. – Т.25. – 311. – С. 8–10.
7. Окислительная модификация белков крови больных психическими расстройствами (депрессия, деперсонализация) / Е.Е. Дубинина [и др.] // Вопр. мед. химии. – 2000. – Т. 46. – № 4. – С. 393–409.
8. Зенков, Н.К. Окислительный стресс: биохимический и патофизиологический аспекты / Н.К. Зенков, В.З. Ланкин, Е.Б. Меньшикова. – М.: МАИК, 2001. – 343 с.
9. Калинина В.Н. Математическая статистика / В.И. Калинина, В.Ф. Панкин. – М.: Дрофа, 2002. – 336 с.
10. Камышников В.С. Справочник по клинико-биохимическим исследованиям и лабораторной диагностике. – М.: МЕДпресс-информ., 2004. – 920 с.
11. Крутик С.Ю. Особенности роста, развития и резистентности гидробионтов под воздействием низкоинтенсивного когерентного инфракрасного излучения: автореф. дис. ... канд. биол. наук. – 2006. – http: www.dissertac.com/content.
12. Лущак В.И. Свободнорадикальное окисление белков и его связь с функциональным состоянием организма // Биохимия. – 2007. – Т.72. – № 8. – С. 995–1017.
13. Морозов В.И. Участие активных форм кислорода в регуляторных процессах // Фундамент. и приклад. Аспекты соврем. биохии. – СПб., 1998. – С. 398–400.
14. Новиков Г.Г. Рост и энергетика развития костистых рыб в раннем онтогенезе. – М.: Эдиторная УРСС, 2000. – 265 с.
15. Подунай Ю.А. Возрастная динамика активности катепсинов и содержания среднемолекулярных пептидов в мышцах морского ерша / Ю.А. Подунай, И.Н. Залевская, И.И. Руднева // Уч. записки Таврич. нац. ун-та им. В.И. Вернадского. Серия «Биология, химия». – 2009. – Т. 22(6). – № 4. – С. 128–134.
16. Bondareva L.A. Effects of the dietary intoxication by mercury salte on cysteinic proteinase in rat tissues and detoxic role of absorbents // Рroceeding of 3ed intern. Symposium «Trace Elements in Human: New Perspectives», Greece, Athens, 2001. – P. 98–105.
17. Biochemistry and pathology of radical mediated protein oxidation / R.T. Dean [е.а.] // Biochem. J. – 1997. – P. 1–18.
18. Recent developments in the intracellular degradation of oxidized proteins / R.A. Dunlop [е.а.] // Free radicals Biol.Med. – 2001. – Vol. 33. – № 7. – Р. 894–906.

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)

Ткань

Карп

Амур белый

Толстолобик белый

сеголетки

годовики

сеголетки

годовики

сеголетки

годовики

Красные мышцы

0,134 ± 0,012

0,202 ± 0,0231

0,081 ± 0,007

0,211 ± 0,021

0,145 ± 0,016

0,215 ± 0,020

Белые мышцы

0,162 ± 0,017

0,297 ± 0,030

0,090 ± 0,006

0,220 ± 0,019

0,201 ± 0,020

0,230 ± 0,023

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].

pic_39.wmf

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.


Библиографическая ссылка

Габибов М.М., Рабаданова А.И., Сулейманова У.З., Абдуллаева П.И., Аль Хасан Омар Кайдар, Вахиб Мохаммед Касим, Аль Сужаири Алаа Худайр Мохаммед Динамика содержания среднемолекулярных пептидов в скелетных мышцах карповых рыб в процессе их роста и развития // Успехи современного естествознания. – 2013. – № 6. – С. 85-88;
URL: https://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=32487 (дата обращения: 21.10.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074