Осмоліти крові риб Notothenia coriiceps, Chaenocephalus aceratus, Parachaenichthys charcoti з району Аргентинських островів (Антарктика)
Saved in:
| Published in: | Проблемы криобиологии и криомедицины |
|---|---|
| Date: | 2017 |
| Main Authors: | , , |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
Інститут проблем кріобіології і кріомедицини НАН України
2017
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/138385 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Осмоліти крові риб Notothenia coriiceps, Chaenocephalus aceratus, Parachaenichthys charcoti з району Аргентинських островів (Антарктика) / О.Л. Савицький, К.М. Даниленко, Д.Г. Луценко // Проблемы криобиологии и криомедицины. — 2017. — Т. 27, № 4. — С. 367–371. — Бібліогр.: 14 назв. — укр., англ. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-138385 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Савицький, О.Л. Даниленко, К.М. Луценко, Д.Г. 2018-06-18T19:57:13Z 2018-06-18T19:57:13Z 2017 Осмоліти крові риб Notothenia coriiceps, Chaenocephalus aceratus, Parachaenichthys charcoti з району Аргентинських островів (Антарктика) / О.Л. Савицький, К.М. Даниленко, Д.Г. Луценко // Проблемы криобиологии и криомедицины. — 2017. — Т. 27, № 4. — С. 367–371. — Бібліогр.: 14 назв. — укр., англ. 0233-7673 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/138385 597.5(269):612.117.2:591.149.12:577.114 Автори висловлюють подяку Національному Антарктичному науковому центру при МОН України за надану можливість провести дослідження в Антарктиці, а також усім членам 21-ї Української антарктичної експедиції за допомогу у вилові риби для дослідження. uk Інститут проблем кріобіології і кріомедицини НАН України Проблемы криобиологии и криомедицины Краткие сообщения Осмоліти крові риб Notothenia coriiceps, Chaenocephalus aceratus, Parachaenichthys charcoti з району Аргентинських островів (Антарктика) Blood Osmolytes of Fish Notothenia coriiceps, Chaenocephalus aceratus, Parachaenichthys charcoti caught near the Argentine Islands, Antarctica Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Осмоліти крові риб Notothenia coriiceps, Chaenocephalus aceratus, Parachaenichthys charcoti з району Аргентинських островів (Антарктика) |
| spellingShingle |
Осмоліти крові риб Notothenia coriiceps, Chaenocephalus aceratus, Parachaenichthys charcoti з району Аргентинських островів (Антарктика) Савицький, О.Л. Даниленко, К.М. Луценко, Д.Г. Краткие сообщения |
| title_short |
Осмоліти крові риб Notothenia coriiceps, Chaenocephalus aceratus, Parachaenichthys charcoti з району Аргентинських островів (Антарктика) |
| title_full |
Осмоліти крові риб Notothenia coriiceps, Chaenocephalus aceratus, Parachaenichthys charcoti з району Аргентинських островів (Антарктика) |
| title_fullStr |
Осмоліти крові риб Notothenia coriiceps, Chaenocephalus aceratus, Parachaenichthys charcoti з району Аргентинських островів (Антарктика) |
| title_full_unstemmed |
Осмоліти крові риб Notothenia coriiceps, Chaenocephalus aceratus, Parachaenichthys charcoti з району Аргентинських островів (Антарктика) |
| title_sort |
осмоліти крові риб notothenia coriiceps, chaenocephalus aceratus, parachaenichthys charcoti з району аргентинських островів (антарктика) |
| author |
Савицький, О.Л. Даниленко, К.М. Луценко, Д.Г. |
| author_facet |
Савицький, О.Л. Даниленко, К.М. Луценко, Д.Г. |
| topic |
Краткие сообщения |
| topic_facet |
Краткие сообщения |
| publishDate |
2017 |
| language |
Ukrainian |
| container_title |
Проблемы криобиологии и криомедицины |
| publisher |
Інститут проблем кріобіології і кріомедицини НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Blood Osmolytes of Fish Notothenia coriiceps, Chaenocephalus aceratus, Parachaenichthys charcoti caught near the Argentine Islands, Antarctica |
| issn |
0233-7673 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/138385 |
| citation_txt |
Осмоліти крові риб Notothenia coriiceps, Chaenocephalus aceratus, Parachaenichthys charcoti з району Аргентинських островів (Антарктика) / О.Л. Савицький, К.М. Даниленко, Д.Г. Луценко // Проблемы криобиологии и криомедицины. — 2017. — Т. 27, № 4. — С. 367–371. — Бібліогр.: 14 назв. — укр., англ. |
| work_keys_str_mv |
AT savicʹkiiol osmolítikrovíribnototheniacoriicepschaenocephalusaceratusparachaenichthyscharcotizraionuargentinsʹkihostrovívantarktika AT danilenkokm osmolítikrovíribnototheniacoriicepschaenocephalusaceratusparachaenichthyscharcotizraionuargentinsʹkihostrovívantarktika AT lucenkodg osmolítikrovíribnototheniacoriicepschaenocephalusaceratusparachaenichthyscharcotizraionuargentinsʹkihostrovívantarktika AT savicʹkiiol bloodosmolytesoffishnototheniacoriicepschaenocephalusaceratusparachaenichthyscharcoticaughtneartheargentineislandsantarctica AT danilenkokm bloodosmolytesoffishnototheniacoriicepschaenocephalusaceratusparachaenichthyscharcoticaughtneartheargentineislandsantarctica AT lucenkodg bloodosmolytesoffishnototheniacoriicepschaenocephalusaceratusparachaenichthyscharcoticaughtneartheargentineislandsantarctica |
| first_indexed |
2025-11-25T21:22:32Z |
| last_indexed |
2025-11-25T21:22:32Z |
| _version_ |
1850557509876580352 |
| fulltext |
1 Institute of Hydrobiology of National Academy of Sciences of
Ukraine, Kyiv, Ukraine
2 National Antarctic Scientific Center of the Ministry of Education
and Scince of Ukraine, Kyiv, Ukraine
3 Department of Cryophysiology, Institute for Problems of Cryobio-
logy and Cryomedicine of National Academy of Sciences of Ukraine,
Kharkiv, Ukraine
1 Інститут гідробіології НАН України, м. Київ, Україна
2 Національний антарктичний науковий центр МОН України,
м. Київ, Україна
3 Відділ кріофізіології, Інститут проблем кріобіології і кріоме-
дицини НАН України, м. Харків, Україна
Надійшла 26.10.2017
Прийнята до друку 07.11.2017
Received October, 26, 2017
Accepted November, 07, 2017
Постійна низька температура і висока концентрація
кисню в антарктичних водах привели до формування
специфічних адаптацій у їх мешканців. Дослідження
таких адаптаційних механізмів, необхідних тваринам
для виживання в екстремально холодній воді, можуть
допомогти в розробці нових альтернативних методів
кріоконсервування клітин і тканин.
У 1969 р. A. DeVries і D. Wohlschlag вперше
виявили у декількох видів антарктичних риб особ-
ливі глікопротеїнові сполуки, які запобігають льдо-
утворенню в крові за негативних значень температури
води (–1,86°С). Такі сполуки притаманні практично
усім представникам підряду Notothenioidei, які меш-
кають переважно в водах Південного океану. За
кількістю і видовим різноманіттям Notothenioidei
складають абсолютну більшість серед усіх антарк-
тичних риб. Виявлені сполуки отримали назву анти-
фриз-глікопротеїнів (AFGP) [3]. Протягом останніх
десятиріч дослідження механізмів кріостійкості риб
були переважно сконцентровані на виявленні нових
антифризних білків. Крім AFGP, у крові різних видів
риб, які постійно чи тимчасово живуть у холодній воді,
виявлено ще чотири типи антифриз-протеїнів (AFP),
а також антифризпотенціюючі протеїни (AFPP) [4, 6].
Коментуючи ці дослідження, J.A. Raymond зазначив:
«швидкий прогрес у дослідженні антифризних білків
відсунув у тінь відомий факт, що у багатьох морських
Constant low temperature and high concentration
of oxygen in Antarctic waters caused the formation of
specific adaptations in their inhabitants. The study of
the mechanisms used by these animals for surviving in
extreme cold water can help in development of novel
methods to cryopreserve cells and tissues.
In 1969, A. DeVries and D. Wohlschlag discovered
special glycoprotein compounds, preventing ice formation
in blood of some Antarctic fishes at negative water
temperature (–1.86°С). These compounds were inherent
to almost all representatives of the suborder Noto-
thenioidei, inhabiting the Southern Ocean. Considering
the number and species diversity the Notothenioidei
made an absolute majority of all Antarctic fish. These
compounds were defined as antifreeze glycoproteins
(AFGP) [3]. Over the last decades the investigations on
cryostability of fish have focused primarily on the
discovery of new antifreeze proteins. In addition to
AFGP, four different types of antifreeze proteins (AFP)
have been identified in various species of fish perma-
nently or temporarily lived in cold water, as well as anti-
freeze-potentiating proteins (AFPP) [4, 6]. Commenting
on these studies, Raymond J.A. said: ‘The rapid pro-
gress on the antifreeze peptides has tended to oversha-
dow the fact that many marine fishes also increase
concentrations of inorganic ions and organic osmolytes
in response to cold. In some cases, these increases can
УДК 597.5(269):612.117.2:591.149.12:577.114
О.Л. Савицький1, К.М. Даниленко2, Д.Г. Луценко3*
Осмоліти крові риб Notothenia coriiceps, Chaenocephalus aceratus,
Parachaenichthys charcoti з району Аргентинських островів (Антарктика)
UDC 597.5(269):612.117.2:591.149.12:577.114
O.L. Savytskiy1, K.M. Danylenko2, D.G. Lutsenko3*
Blood Osmolytes of Fish Notothenia coriiceps, Chaenocephalus aceratus,
Parachaenichthys charcoti caught near the Argentine Islands, Antarctica
Ключові слова: природні кріопротектори, осмоліти крові, антарктичні риби, Notothenia coriiceps, Chaenocephalus aceratus,
Parachaenichthys charcoti, сечовина, глюкоза, калій.
Ключевые слова: естественные криопротекторы, осмолиты крови, антарктические рыбы, Notothenia coriiceps,
Chaenocephalus aceratus, Parachaenichthys charcoti, мочевина, глюкоза, калий.
Key words: natural cryoprotectants, blood osmolytes, Antarctic fishes, Notothenia coriiceps, Chaenocephalus aceratus,
Parachaenichthys charcoti, urea, glucose, potassium.
коротке повідомлення short communication
This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0),
which permits unrestricted reuse, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.
© 2017 O.L. Savytskiy et al., Published by the Institute for Problems of Cryobiology and Cryomedicine
Probl Cryobiol Cryomed 2017; 27(4):367–371
https://doi.org/10.15407/cryo27.04.367
*Автор, якому необхідно надсилати кореспонденцію:
вул. Переяславська, 23, м. Харків, Україна 61016;
тел.: (+38 057) 373-74-35, факс: (+38 057) 373-59-52
електрона пошта: dmytro.lutsenko@cryo.org.ua
*To whom correspondence should be addressed:
23, Pereyaslavska, Kharkiv, Ukraine 61016;
tel.:+380 57 373 7435, fax: +380 57 373 5952
e-mail: dmytro.lutsenko@cryo.org.ua
368 проблемы криобиологии и криомедицины
problems of cryobiology and cryomedicine
том/volume 27, №/issue 4, 2017
кісткових риб під впливом холоду також помітно
збільшуються концентрації неорганічних іонів та
органічних осмолітів. У деяких випадках таке підви-
щення може приводити до більшої кріостійкості, ніж
це можуть забезпечити білки» [11].
Відомо, що антифриз-протеїни не здатні проникати
крізь клітинну мембрану, а низькомолекулярні спо-
луки (такі як сечовина або глюкоза) вільно прони-
кають всередину клітини, забеспечуючи кріозахист її
внутрішнього середовища. Крім того, саме органічні
осмоліти та неорганічні іони забезпечують високий
рівень осмолярності крові у антарктичних риб. За
таких умов температура льодоутворення у внутрішніх
рідинах риб стає нижчою за температуру замерзання
океанської води [11, 14]. Антифризні білки на відміну
від осмолітів, з одного боку, перешкоджають подаль-
шому росту кристалів льоду, які вже утворилися у
рідині, а з іншого – запобігають таненню льоду при
перевищенні відповідної температури [2]. Важливою
здатністю окремих осмолітів крові у риб, які меш-
кають на глибинах від 0 до 800 м, є забезпечення
стабілізації лігандних зв’язків білкових молекул,
що запобігає їх пошкодженню під дією гідроста-
тичного тиску [14]. До таких низькомолекулярних
сполук, які виявляються у крові багатьох холод-
новодних риб у підвищених концентраціях і які ві-
домі своїми кріозахисними властивостями, відно-
сять згадані вище сечовину і глюкозу. Оскільки ос-
новним джерелом утворення сечовини у більшості
антарктичних риб є сечова кислота, тому важливо
оцінювати її рівень. Крім того вважається, що високий
рівень осмолярності крові у антарктичних риб забез-
печується за рахунок збільшення концентрація іонів К+
у сироватці крові [9].
У роботі вимірювали рівень глюкози, сечовини,
сечової кислоти та іонів К+ у крові представників трьох
родин антарктичних риб підряду Notothenioidei: No-
totheniidae (Notothenia coriiceps Richardson), Channi-
chthyidae (Chaenocephalus aceratus Lonnberg), Bathy-
draconidae (Parachaenichthys charcoti Vaillant). Усі
риби були впіймані на гачок із глибин 15–30 м у вес-
няно-літній період (жовтень 2016 р. – січень 2017 р.)
поблизу Української антарктичної станції «Академік
Вернадський» в акваторії Аргентинських островів
(65°14’S, 64°15’W). Температура води на глибині
ловлі складала –1,8...–1,0°С. Кров забирали гепарі-
нізованим шприцем із хвостової артерії риби відразу
після вилову. Рівень осмолітів досліджували в ціль-
ній крові на автоматичному біохімічному аналізаторі
крові «Reflotron Plus» («Roche Diagnostics GmbH»,
Німеччина) за кімнатної температури. Отримані по-
казники були приведені до одиниць СІ. Для статис-
тичної обробки даних використовували програ-
му «Statistica 10» («StatSoft, Inc.», США), значущість
make a greater contribution to freezing resistance than
do the peptides’ [11].
The antifreeze proteins are known to be unable of
passing through the cell membrane, but low molecular
compounds (like urea or glucose) freely penetrate into
the cell, providing cryoprotection of its internal envi-
ronment. In addition, the organic osmolytes and inorganic
ions allow maintaining a high level of blood osmolarity
in Antarctic fish, which contributes to lowering the
melting temperature in internal fluids below the freezing
point of ocean water [11, 14]. Unlike osmolytes, anti-
freeze proteins on the one hand block the growth of ice
crystals in the liquid, and on another hand they protect
the ice against melting under overheating [2]. An impor-
tant ability of certain blood osmolytes of fish, living at
depths from 0 to 800 m, is providing the stabilization of
ligand binding of protein molecules, that prevents their
damage under the effect of hydrostatic pressure [14].
These low molecular weight compounds, which could
be found in the blood of many cold-water fish in the
higher concentrations and known for their cryoprotective
properties, include the already mentioned urea and glu-
cose. Whereas the uric acid is the main source of urea
in most Antarctic fishes, it is important to investigate its
concentration as well. Also, a high level of osmolarity in
Antarctic fish blood is assumed to be provided due to an
increased concentration of K+ ions in blood serum [9].
In this work, we measured the concentration of
glucose, urea, uric acid and K+ ions in the blood of
representatives of three families of Antarctic fish from
suborder Notothenioidei: Nototheniidae (Notothenia
coriiceps Richardson), Channichthyidae (Chaenoce-
phalus aceratus Lonnberg), Bathydraconidae (Para-
chaenichthys charcoti Vaillant). All fishes were caught
by bait from depths of 15–30 m within the spring-
summer period (October 2016 – January 2017) near
the Ukrainian Antarctic Station ‘Akademik Vernadsky’,
the Argentine Islands, Antarctica (65°14’S, 64°15’W).
The water temperature at a depth of fishing was
–1.8...–1.0°С. The blood was collected with a heparinized
syringe from the fish caudal artery immediately after
the landing. The osmolytes concentration was studied
in a whole blood using an automatic biochemical blood
analyzer Reflotron Plus (Roche Diagnostics GmbH) at
room temperature. The data were reduced to the SI units.
For statistical data processing we used Statistica 10
(StatSoft, Inc.), the significance of differences was esti-
mated by the nonparametric Mann-Whitney U Test.
For the study, we selected the blood mainly in large
specimens of N. coriiceps and in all representatives of
P. charcoti and C. aceratus caught during this period.
Our results are shown in the Table. The special attention
is drawn to significant differences between the concen-
проблемы криобиологии и криомедицины
problems of cryobiology and cryomedicine
том/volume 27, №/issue 4, 2017
369
відмінностей оцінювали за непарамет-
ричним критерієм Манна-Уїтні.
Для дослідження ми відбирали кров
переважно у великих екземплярів N. co-
riiceps та в усіх відловлених у цей про-
міжок часу представників P. charcoti та
C. aceratus. Отримані результати наве-
дено в таблиці. Звертають на себе увагу
значущі розбіжності між показниками
концентрації усіх досліджуваних ос-
молітів у P. charcoti та C. aceratus. На
наш погляд, така різниця між концентра-
ціями осмолітів у крові цих риб може
бути обумовлена екологічними особ-
ливостями існування кожного з видів. Для
P. charcoti притаманний донний спосіб
життя. Вони мешкають переважно на мілко-
водді антарктичного шельфу і тому часто
контактують із донним льодом. Notothenia
coriiceps мешкає у схожих із P. charcoti
умовах, тому більшість досліджених по-
казників у них близькі за значеннями,
але відрізняються від показників бенто-
пелагічного хижака C. aceratus, який
практично не контактує з льодом.
trations of all the studied osmolytes in P. charcoti and
C. aceratus. We believe that such a difference in the
concentrations of blood osmolytes of these fish can be
explained by certain ecological preferences of each
species. P. charcoti is a benthic fish and predominantly
inhabit the shallow Antarctic shelf, that is why they are
often forced to contact with the anchor ice. N. coriiceps
is living under similar conditions as P. charcoti, so most
their indices are close in values and different from C. ace-
ratus, which is benthopelagic carnivore and virtually has
no contact with the ice in water.
Currently there are very few reports, providing the
data about the blood osmolytes of Antarctic fish. We
have not found any information about the osmolyte
contents in the blood of P. charcoti, and for C. aceratus,
only the data on glucose concentration and its metabolism
in serum were available [1]. Just for N. coriiceps there
are data about all the osmolytes that we have investigated.
There is also an information about urea, glucose, K+ ion
and other osmolytes in the other species of Antarctic
fish [1, 5, 9, 11, 12, 13]. Several indices sometimes
have significant differences even between relatively
close species caught under similar conditions, but this
phenomenon has not yet been clearly explained [5, 12].
Thus, in this study we did not compare our data with
the results, obtained in other species. Most of the pre-
viously published data about the studied species was
obtained in the fish, which was caught in the summer
in the waters near the South Orkney and South Shetland
Islands, located far to the north of the Argentine Islands,
Вміст осмолітів у крові антарктичних риб (Mean ± SD)
Contents of osmolytes in the Antarctic fish blood (Mean ± SD)
Примітки: різниця статистично значуща по відношенню до P. charcoti; * –
p < 0,05, # – p < 0,01.
Note: * – the differences are statistically significant if compared to P. charcoti;
* – p < 0,05, # – p < 0,01.
На даний час існує дуже мало публікацій, у яких
наводяться дані щодо рівня осмолітів у крові антарк-
тичних риб. Ми не виявили жодних відомостей від-
носно осмолітного складу крові P. charcoti, а для
C. aceratus знайшли лише публікації, в яких наведено
показники рівня глюкози та її обміну у сироватці крові
[1]. Тільки для N. coriiceps відомі дані відносно усіх
досліджуваних нами осмолітів. Слід зазначити, що в
літературі зустрічаються окремі відомості стосовно
рівня глюкози, сечовини, K+-іонів та інших осмолітів
у інших видів антарктичних риб [1, 5, 9, 11–13]. При
цьому деякі показники навіть у досить близьких видів
риб, які були відловлені в схожих умовах, іноді значно
відрізняються, але це явище поки не має однозначного
пояснення [5, 12]. Тому у роботі ми не порівнювали
наші дані з результатами, отриманими на інших ви-
дах риб. Більшість літературних даних щодо дослід-
жуваних нами видів були отримані на рибах, вилов
яких здійснювався влітку в водах Південних Орк-
нейських та Південних Шетландських островів, що
знаходяться значно північніше Аргентинських остро-
вів і де літня температура води складає 1...2°С [1, 5,
13]. Згідно з визначником FAO [7] Аргентинські
острови розташовані на найпівденнішій границі
ареалів P. charcoti та C. aceratus в Антарктиці, тому
наші результати ми будемо порівнювати з даними,
отриманими на північних границях ареалу цих риб.
Одержані нами показники виявилися в 1,5–3 рази
вищими, ніж були зафіксовані у риб, виловлених біля
островів Сігні та Кінг Джордж [1, 5, 13]. Одержані
икинзакоП
secidnI
биридиВ
seiceipS
ainehtotoN
speciiroc
sulahpeconeahC
sutareca
syhthcineahcaraP
itocrahc
бирьтсікьліK
sehsifforebmuN 61 75 51
мм,анижвоД
mm,gnoL 26,55±49,583 96,83±36,535 78,22±33,674
г,асаМ
g,thgieW 53,983±91,999 51,513±93,5031 37,482±74,787
Мм,азокюлГ
Mm,esoculG 78,3±30,4 46,1±18,2 # 56,2±33,4
K+ Mм,
K+ Mm, *54,6±42,8 72,1±19,4 # 29,2±33,01
Мм,атолсикавочеС
Mm,dicacirU 60,0±71,0 30,0±41,0 # 71,0 50,0±
Мм,анивочеС
Mm,aerU 62,31±54,31 # 38,31±77,81 # 14,5±63,81
370 проблемы криобиологии и криомедицины
problems of cryobiology and cryomedicine
том/volume 27, №/issue 4, 2017
References
1. Bacila M., Rosa R., Rodrigues E. et al. Tissue metabolism of the
ice-fish Chaenocephalus aceratus Lonnberg. Comp. Biochem.
Physiol 1989; 92B (2): 313–318.
2. Czikoa P.A., DeVries A.L., Evans C.W., Cheng C.-H.C. Anti-
freeze protein-induced superheating of ice inside Antarctic
notothenioid fishes inhibits melting during summer warming.
PNAS 2014; 111 (40): 14583–14588.
3. DeVries A.L., Wohlschlag D.E. Freezing resistance in some
antarctic Fishes. Science 1969; 163 (3871): 1073–1075.
Література
1. Bacila M., Rosa R., Rodrigues E. et al. Tissue metabolism of the
ice-fish Chaenocephalus aceratus Lonnberg // Comp. Biochem.
Physiol. – 1989. – Vol. 92B, №2. – Р. 313–318.
2. Czikoa P.A., DeVries A.L., Evans C.W., Cheng C.-H.C.
Antifreeze protein-induced superheating of ice inside antarctic
notothenioid fishes inhibits melting during summer warming //
PNAS. – 2014. – Vol. 111, №40. – Р. 14583–14588.
3. DeVries A.L., Wohlschlag D.E. Freezing resistance in some
antarctic fishes // Science. – 1969. – Vol. 163, №3871. –
Р. 1073–1075.
4. Duman J.G. Animal ice-binding (antifreeze) proteins and
glycolipids: an overview with emphasis on physiological
function // J. Exp. Biol. – 2015. – Vol. 218, Pt. 12. – Р. 1846–
1855.
5. Egginton S., Taylor E.W., Wilson R.W. et al. Stress response in
the Antarctic teleosts (Notothenia neglecta Nybelin and N. rossii
Richardson) // J. Fish. Biol. – 1991. – Vol. 38. – P. 225–235.
нами результати підтверджують залежність концент-
рацій осмолітів крові антарктичних риб від сезонних
і широтних коливань температури води [9–11].
Ми погоджуємося з думкою деяких авторів [3,
8], які пояснюють високий рівень осмолярності кро-
ві мешканців антарктичного мілководдя їх частим
контактом із льодом (зокрема й із донним). Підви-
щений рівень усіх видів осмолітів у цих риб запобігає
утворенню і росту кристалів льоду у внутрішніх
рідинах. Крім того, C. aceratus належать до видів із
ареалом зі значним перепадом глибин (0–770 м), і в
цьому випадку сечовина може виконувати функцію
не лише кріопротектора, але й стабілізатора ліганд-
них зв’язків у білкових молекулах при підвищенні
гідростатичного тиску за умов взаємодії з триме-
тиламін-N-оксидом (нами не досліджувався) [14].
Таким чином, вперше отримано дані щодо складу
осмолітів крові у P. charcoti. Крім того, нами уточнено
рівень сечовини, глюкози та іонів К+ у крові N. corii-
ceps і C. aceratus, виловлених на мілководді Антарк-
тичного шельфу (Аргентинські острови) в умовах
постійних негативних значень температури води.
Одержані результати підтверджують припущення,
що концентрації осмолітів крові антарктичних риб
пов’язані з сезонними та широтними коливаннями
температури води.
Роботу виконано в рамках «Державної цільової
науково-технічної програми проведення досліджень
в Антарктиці на 2011–2020 роки» за підтримки
НАНЦ України.
Автори висловлюють подяку Національному Антарк-
тичному науковому центру при МОН України за надану
можливість провести дослідження в Антарктиці, а також
усім членам 21-ї Української антарктичної експедиції
за допомогу у вилові риби для дослідження.
where the summer water temperature was 1…2°С [1,
5, 13]. According to the FAO identification guide [7],
the Argentine islands are located on the most southern
boundary of the P. charcoti and C. aceratus habitats in
Antarctica, so we compared our results with the data
one obtained on the northern boundaries of these fishes
habitats. Our results were found to be 1,5–3 times higher
than data in fish caught near Signy and King George
islands [1, 5, 13]. In our opinion, the results obtained
by us confirm the dependence of blood osmolyte con-
centrations of Antarctic fish with seasonal and latitudinal
water temperature fluctuations [9–11].
We have agreed with the explanations of several
authors on a high osmolarity of blood in the shallow-
water Antarctic fishes which often have a contact with
ice (including anchor ice). Higher concentration of all
osmolytes in the internal fluids of these fishes can pre-
vent the formation and growth of ice crystals [3, 8].
Moreover, representatives of C. aceratus could be found
at a significant depth (0–770 m) [7]. In these fish, urea
can perform the function of either a cryoprotectant, or
a stabilizer of ligand bonds in protein molecules during
interaction with trimethylamine-N-oxide (not investigated
by us) at increased hydrostatic pressure [14].
Thus, for first time we obtained the data on the
composition of blood osmolytes in Parachaenichthys
charcoti. We also updated the data on the level of urea,
glucose and K+ ions in the blood of Notothenia coriiceps
and Chaenocephalus aceratus caught in the shallow
waters of Antarctic shelf at the Argentine Islands under
constant negative water temperature. Our data supported
the assumption about the seasonal and latitudinal
variations of osmolyte concentrations in the blood of
Antarctic fish related to water temperature.
The work was carried out within the frames of the
State Targete Scientific and Technical Program of
Research in Antarctica for 2011–2020 and supported
by the National Antarctic Scientific Center of Ministry
of Education and Science of Ukraine.
The authors acknowledge the National Antarctic Scientific
Center of Ukraine for the opportunity to carry out the investigations
in Antarctica, as well as to all the members of the 21st Ukrainian
Antarctic expedition for their assistance in collecting fish.
проблемы криобиологии и криомедицины
problems of cryobiology and cryomedicine
том/volume 27, №/issue 4, 2017
371
6. Fields L.G., DeVries A.L. Variation in blood serum antifreeze
activity of Antarctic Trematomus fishes across habitat tem-
perature and depth // Comp. Biochem. Physiol. A Mol. Integr.
Physiol. – 2015. – Vol. 185. – Р. 43–50.
7. Fisher W., Hureau J.C. (Eds.) FAO species identification sheets
for fishery purpose. Southern ocean (Fishing areas 48, 58,
and 88) (CCAMLR Convention Area), Vol. 2. – Rome, FAO,
1985. – P. 233–470.
8. Helfman G.S., Collette B.B., Facey D.E., Bowen B.W. The
diversity of fishes, 2 ed. – John Wiley & Sons, 2009.
9. O’Grady S.M., DeVries A.L. Osmotic and ionic regulation in
polar fishes // J. Exp. Mar. Biol. Ecol. – 1982. – Vol. 57. –
Р. 219–228.
10.Raymond J.A. Seasonal variations of trimethylamine oxide and
urea in the blood of a cold-adapted marine teleost, the rainbow
smelt // Fish Physiol. Biochem. – 1994. – Vol. 13, №1. – Р. 13–
22.
11.Raymond J.A. Responses of marine fishes to freezing tem-
peratures: a new look at colligative mechanisms in: Advances
In Molecular And Cell Biology, Vol. 19 / Ed. by E. Edward Bittar,
John S. Willis. – Elsevier, 1997. – P. 33–55.
12.Raymond J.A., DeVries A.L. Elevated concentrations and
synthetic pathways of trimethylamine oxide and urea in some
teleost fishes of McMurdo Sound, Antarctica // Fish. Physiol.
Biochem. – 1998. – Vol. 18. – Р. 387–398.
13.Rodrigues E., Feijo-Oliveira M., Gannabathula S.V. et al.
A baseline studies on plasmatic constituents in the Notothenia
rossii and Notothenia coriiceps in Admiralty Bay, King George
Island, Antarctica // INCT-APA Annual Activity Report. – 2012. –
Vol. 1. – P. 144–147.
14.Yancey P.H. Organic osmolytes as compatible, metabolic and
counteracting cytoprotectants in high osmolarity and other
stresses // J. Exp. Biol. – 2005. – Vol. 208. – Р. 2819–2830.
4. Duman J.G. Animal ice-binding (antifreeze) proteins and
glycolipids: an overview with emphasis on physiological
function. J Exp Biol 2015; 218 (12): 1846–1855.
5. Egginton S., Taylor E.W., Wilson R.W. et al. Stress response in
the Antarctic teleosts (Notothenia neglecta Nybelin and
N. rossii Richardson). J Fish Biol 1991; 38: 225–235.
6. Fields L.G., DeVries A.L. Variation in blood serum antifreeze
activity of Antarctic Trematomus fishes across habitat tempe-
rature and depth. Comp Biochem Physiol A Mol Integr Physiol
2015; 185: 43–50.
7. Fisher W., Hureau J.C. (Eds.) FAO species identification sheets
for fishery purpose. Southern ocean (Fishing areas 48, 58, and
88) (CCAMLR Convention Area), Vol. 2. – Rome: FAO; 1985.
8. Helfman G.S., Collette B.B., Facey D.E., Bowen B.W. The
diversity of fishes, 2nd ed. – John Wiley & Sons; 2009.
9. O’Grady S.M., DeVries A.L. Osmotic and ionic regulation in
polar fishes. J Exp Mar Biol Ecol 1982; 57: 219–228.
10.Raymond J. A. Seasonal variations of trimethylamine oxide
and urea in the blood of a cold-adapted marine teleost, the
rainbow smelt . Fish Physiol Biochem 1994; 13(1): 13–22.
11.Raymond J.A. Responses of marine fishes to freezing
temperatures: a new look at colligative mechanisms. In
Bittar E.E., Willis J.S. Editors. Advances in Molecular and Cell
Biology, Vol. 19. Elsevier; 1997. p. 33–55.
12.Raymond J.A., DeVries A.L. Elevated concentrations and
synthetic pathways of trimethylamine oxide and urea in some
teleost fishes of McMurdo Sound, Antarctica. Fish Physiol
Biochem 1998; 18: 387–398.
13.Rodrigues E., Feijo-Oliveira M., Gannabathula S.V. et al. A
baseline studies on plasmatic constituents in the Notothenia
rossii and Notothenia coriiceps in Admiralty Bay, King George
Island, Antarctica. INCT-APA Annual Activity Report 2012;
1: 144–147.
14.Yancey P.H. Organic osmolytes as compatible, metabolic and
counteracting cytoprotectants in high osmolarity and other
stresses. J Exp Biol 2005; 208: 2819–2830.
|