Ультрадианные ритмы кардиоактивности и движения створок черноморской мидии Mytilus galloprovincialis Lam.
Вперше в Українi i Росiї здiйснено одночаснi вимiрювання й аналiз у реальному часi кардiоактивностi та руху стулок мiдiй. Виявлено ультрадiаннi ритми (УР) з перiодами 10, 25, 30 та 40 хв як рухової, так i кардiоактивностi двостулкових молюскiв. Показано, що УР кардiоактивностi та руху стулок можуть...
Saved in:
| Date: | 2009 |
|---|---|
| Main Authors: | , , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
2009
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/17260 |
| 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: | Ультрадианные ритмы кардиоактивности и движения створок черноморской мидии Mytilus galloprovincialis Lam. / С.В. Холодкевич, Т.В. Кузнецова, А.В. Иванов, В.В. Трусевич, А.С. Куракин // Доп. НАН України. — 2009. — № 8. — С. 163-167. — Бібліогр.: 11 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-17260 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Холодкевич, С.В. Кузнецова, Т.В. Иванов, А.В. Трусевич, В.В. Куракин, А.С. 2011-02-24T19:16:53Z 2011-02-24T19:16:53Z 2009 Ультрадианные ритмы кардиоактивности и движения створок черноморской мидии Mytilus galloprovincialis Lam. / С.В. Холодкевич, Т.В. Кузнецова, А.В. Иванов, В.В. Трусевич, А.С. Куракин // Доп. НАН України. — 2009. — № 8. — С. 163-167. — Бібліогр.: 11 назв. — рос. 1025-6415 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/17260 591.112+594.124 Вперше в Українi i Росiї здiйснено одночаснi вимiрювання й аналiз у реальному часi кардiоактивностi та руху стулок мiдiй. Виявлено ультрадiаннi ритми (УР) з перiодами 10, 25, 30 та 40 хв як рухової, так i кардiоактивностi двостулкових молюскiв. Показано, що УР кардiоактивностi та руху стулок можуть з’являтися синхронно, в протифазi, а також незалежно один вiд одного, що свiдчить про складний зв’язок цих двох процесiв. Основою цього явища, очевидно, є циклiчнi змiни швидкостi фiльтрацiї та харчової поведiнки мiдiй, що регулюються сифоном та рухом стулок у конкретних умовах iснування. Зроблено висновок, що аналiз ритмiки фiзiологiї та поведiнки мiдiй є необхiдним для коректної iнтерпретацiї результатiв цiлого ряду дослiджень з впливу природних та антропогенних факторiв на кардiоактивнiсть та рух стулок молюскiв. Звернено увагу на принципову можливiсть використання УР як бiомаркерiв для вирiшення широкого кола задач щодо оцiнки стану навколишнього середовища. For the first time in Ukraine and Russia, simultaneous real time recordings and analysis of cardiac activity and valve movements in mussels have been performed. Ultradian rhythms (UR) with periods of 10, 25, 30, and 40 min were revealed in both cardiac activity and valve movements of bivalves. It was shown that UR in cardiac activity and valve movements can appear as in-phase and anti-phase processes, and also as independent events. This indicates the complexity of the relation between these two processes. In the authors’ opinion, the observed phenomenon is based on cyclic changes in the speed of filtration and in the food behaviour of mussels corresponding to specific habitat conditions and regulated by a siphon and valve movements. The conclusion is made that the analysis of rhythmicity of physiological and behavioral characteristics of mussels is necessary for the correct interpretation of results obtained in a variety of researches of natural and/or anthropogenic influences on cardiac activity and valve movements of bivalves. The attention was paid to the basic possibility of using UR as biomarkers in a wide range of problems of environmental health assessment. ru Видавничий дім "Академперіодика" НАН України Біологія Ультрадианные ритмы кардиоактивности и движения створок черноморской мидии Mytilus galloprovincialis Lam. Ultradian rhythms in cardiac and valve activities in the Black Sea mussel Mytilus galloprovincialis Lam. Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Ультрадианные ритмы кардиоактивности и движения створок черноморской мидии Mytilus galloprovincialis Lam. |
| spellingShingle |
Ультрадианные ритмы кардиоактивности и движения створок черноморской мидии Mytilus galloprovincialis Lam. Холодкевич, С.В. Кузнецова, Т.В. Иванов, А.В. Трусевич, В.В. Куракин, А.С. Біологія |
| title_short |
Ультрадианные ритмы кардиоактивности и движения створок черноморской мидии Mytilus galloprovincialis Lam. |
| title_full |
Ультрадианные ритмы кардиоактивности и движения створок черноморской мидии Mytilus galloprovincialis Lam. |
| title_fullStr |
Ультрадианные ритмы кардиоактивности и движения створок черноморской мидии Mytilus galloprovincialis Lam. |
| title_full_unstemmed |
Ультрадианные ритмы кардиоактивности и движения створок черноморской мидии Mytilus galloprovincialis Lam. |
| title_sort |
ультрадианные ритмы кардиоактивности и движения створок черноморской мидии mytilus galloprovincialis lam. |
| author |
Холодкевич, С.В. Кузнецова, Т.В. Иванов, А.В. Трусевич, В.В. Куракин, А.С. |
| author_facet |
Холодкевич, С.В. Кузнецова, Т.В. Иванов, А.В. Трусевич, В.В. Куракин, А.С. |
| topic |
Біологія |
| topic_facet |
Біологія |
| publishDate |
2009 |
| language |
Russian |
| publisher |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Ultradian rhythms in cardiac and valve activities in the Black Sea mussel Mytilus galloprovincialis Lam. |
| description |
Вперше в Українi i Росiї здiйснено одночаснi вимiрювання й аналiз у реальному часi кардiоактивностi та руху стулок мiдiй. Виявлено ультрадiаннi ритми (УР) з перiодами 10, 25, 30 та 40 хв як рухової, так i кардiоактивностi двостулкових молюскiв. Показано, що УР кардiоактивностi та руху стулок можуть з’являтися синхронно, в протифазi, а також незалежно один вiд одного, що свiдчить про складний зв’язок цих двох процесiв. Основою цього явища, очевидно, є циклiчнi змiни швидкостi фiльтрацiї та харчової поведiнки мiдiй, що регулюються сифоном та рухом стулок у конкретних умовах iснування. Зроблено висновок, що аналiз ритмiки фiзiологiї та поведiнки мiдiй є необхiдним для коректної iнтерпретацiї результатiв цiлого ряду дослiджень з впливу природних та антропогенних факторiв на кардiоактивнiсть та рух стулок молюскiв. Звернено увагу на принципову можливiсть використання УР як бiомаркерiв для вирiшення широкого кола задач щодо оцiнки стану навколишнього середовища.
For the first time in Ukraine and Russia, simultaneous real time recordings and analysis of cardiac activity and valve movements in mussels have been performed. Ultradian rhythms (UR) with periods of 10, 25, 30, and 40 min were revealed in both cardiac activity and valve movements of bivalves. It was shown that UR in cardiac activity and valve movements can appear as in-phase and anti-phase processes, and also as independent events. This indicates the complexity of the relation between these two processes. In the authors’ opinion, the observed phenomenon is based on cyclic changes in the speed of filtration and in the food behaviour of mussels corresponding to specific habitat conditions and regulated by a siphon and valve movements. The conclusion is made that the analysis of rhythmicity of physiological and behavioral characteristics of mussels is necessary for the correct interpretation of results obtained in a variety of researches of natural and/or anthropogenic influences on cardiac activity and valve movements of bivalves. The attention was paid to the basic possibility of using UR as biomarkers in a wide range of problems of environmental health assessment.
|
| issn |
1025-6415 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/17260 |
| citation_txt |
Ультрадианные ритмы кардиоактивности и движения створок черноморской мидии Mytilus galloprovincialis Lam. / С.В. Холодкевич, Т.В. Кузнецова, А.В. Иванов, В.В. Трусевич, А.С. Куракин // Доп. НАН України. — 2009. — № 8. — С. 163-167. — Бібліогр.: 11 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT holodkevičsv ulʹtradiannyeritmykardioaktivnostiidviženiâstvorokčernomorskoimidiimytilusgalloprovincialislam AT kuznecovatv ulʹtradiannyeritmykardioaktivnostiidviženiâstvorokčernomorskoimidiimytilusgalloprovincialislam AT ivanovav ulʹtradiannyeritmykardioaktivnostiidviženiâstvorokčernomorskoimidiimytilusgalloprovincialislam AT trusevičvv ulʹtradiannyeritmykardioaktivnostiidviženiâstvorokčernomorskoimidiimytilusgalloprovincialislam AT kurakinas ulʹtradiannyeritmykardioaktivnostiidviženiâstvorokčernomorskoimidiimytilusgalloprovincialislam AT holodkevičsv ultradianrhythmsincardiacandvalveactivitiesintheblackseamusselmytilusgalloprovincialislam AT kuznecovatv ultradianrhythmsincardiacandvalveactivitiesintheblackseamusselmytilusgalloprovincialislam AT ivanovav ultradianrhythmsincardiacandvalveactivitiesintheblackseamusselmytilusgalloprovincialislam AT trusevičvv ultradianrhythmsincardiacandvalveactivitiesintheblackseamusselmytilusgalloprovincialislam AT kurakinas ultradianrhythmsincardiacandvalveactivitiesintheblackseamusselmytilusgalloprovincialislam |
| first_indexed |
2025-11-26T01:44:01Z |
| last_indexed |
2025-11-26T01:44:01Z |
| _version_ |
1850605965475315712 |
| fulltext |
УДК 591.112+594.124
© 2009
С.В. Холодкевич, Т.В. Кузнецова, А.В. Иванов, В. В. Трусевич,
А.С. Куракин
Ультрадианные ритмы кардиоактивности и движения
створок черноморской мидии Mytilus galloprovincialis
Lam.
(Представлено членом-корреспондентом НАН Украины Г.Е. Шульманом)
Вперше в Українi i Росiї здiйснено одночаснi вимiрювання й аналiз у реальному часi
кардiоактивностi та руху стулок мiдiй. Виявлено ультрадiаннi ритми (УР) з перiо-
дами 10, 25, 30 та 40 хв як рухової, так i кардiоактивностi двостулкових молюскiв.
Показано, що УР кардiоактивностi та руху стулок можуть з’являтися синхронно,
в протифазi, а також незалежно один вiд одного, що свiдчить про складний зв’язок цих
двох процесiв. Основою цього явища, очевидно, є циклiчнi змiни швидкостi фiльтрацiї
та харчової поведiнки мiдiй, що регулюються сифоном та рухом стулок у конкретних
умовах iснування. Зроблено висновок, що аналiз ритмiки фiзiологiї та поведiнки мiдiй
є необхiдним для коректної iнтерпретацiї результатiв цiлого ряду дослiджень з впливу
природних та антропогенних факторiв на кардiоактивнiсть та рух стулок молюскiв.
Звернено увагу на принципову можливiсть використання УР як бiомаркерiв для вирi-
шення широкого кола задач щодо оцiнки стану навколишнього середовища.
Известно, что всем живым организмам присуще проявление ритмичности в работе их сис-
тем и органов. В пределах одной функциональной системы имеют место ритмы различных
частотных диапазонов, что, по-видимому, способствует строгой иерархической организации
разнообразных процессов внутри организма. Особое внимание в исследованиях физиологи-
ческих и поведенческих реакций животных уделяется изучению ультрадианных ритмов
(УР), поскольку они отражают особенности протекания основных физиологических про-
цессов, могут характеризовать механизмы краткосрочных физиологических реакций орга-
низма животных и осуществляться на разных уровнях их организации [1]. В частности,
стабильность ультрадианных клеточных циклов является ключевым фактором для нор-
мального развития и функционирования живого организма, а ее отсутствие может приво-
дить к тяжелым нарушениям развития [2]. Показана также принципиальная возможность
использования УР при решении широкого круга задач оценки состояния окружающей сре-
ды [3].
В недавней работе [4] сообщалось об обнаружении в условиях аквариумного содержа-
ния УР в движении мантийных тканей и створок мидий Mytilus edulis (L.), которые авторы
связывают с циклическими изменениями в скорости фильтрации и поведении в процессе
питания. В этих лабораторных исследованиях поведение мидий изучали неинвазивно с по-
мощью вэб-камеры и оригинальной программы обработки и анализа изображения.
Целью проведенного нами исследования являлось изучение особенностей проявления
УР в кардиоактивности и движении створок двустворчатых моллюсков.
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2009, №8 163
Объектом исследования были двулетние черноморские двустворчатые моллюски — ми-
дии Mytilus galloprovincialis Lam., собранные в районе Карадагского природного запове-
дника НАН Украины. Часть работы была проведена в аквариальных помещениях запове-
дника, часть — в лабораторных условиях в НИЦ экологической безопасности РАН. Ми-
дий предварительно акклимировали к условиям лабораторного содержания в течение двух
недель. Опыты проводили при температуре проточной морской воды 19–19,5 ◦С. Карди-
оактивность измеряли с помощью лазерного волоконно-оптического 7-канального фото-
плетизмографа [5, 6], что обеспечивало одновременную регистрацию ЧСС семи мидий.
Движение створок тех же мидий регистрировали с помощью специального комплекса ав-
томатизированной регистрации движений створок моллюсков, разработанного и изготов-
ленного в Институте биологии южных морей им. А.О. Ковалевского НАН Украины [7].
Используемый датчик движения створок, основанный на эффекте Холла, широко при-
меняется в подобных исследованиях за рубежом [8]. Описание использованного в дан-
ной работе погружного измерительного модуля, в котором объединены системы неинва-
зивного отведения кардиоактивности и движения створок мидий, приведено нами в сооб-
щении [9].
Анализ полученных ранее данных позволил нам обнаружить в кардиоактивности дву-
створчатых моллюсков УР с периодами 10 и 30 мин [10]. Зафиксированные нами в этих
исследованиях in situ УР отражают, по-видимому, регулируемые сифоном и движением
створок циклические изменения в скорости фильтрации и в пищевом поведении мидий
в конкретных условиях обитания (местоположение, время года, температура, содержание
фитопланктона и детрита в воде и т. п.).
На рис. 1 проиллюстрированы полученные в разные дни примеры обнаружения УР
одновременно в кардио- и двигательной активности различных мидий, закрепленных бис-
сусом к стенкам аквариума с проточной морской водой, т. е. находящихся в условиях, макси-
мально приближенных к естественным. На рис. 1, а УР с периодом около 40 мин проявляю-
тся в синхронных изменениях ЧСС, амплитуды сердечных сокращений (АСС) и величины
раскрытия створок (ВРС). При этом АСС и ВРС колеблются в противофазе с ЧСС. На
рис. 1, б приведен пример состояния моллюска, в котором в течение более чем 3 ч вели-
чины ЧСС и ВРС оставались неизменными, а АСС колебалась с периодом 20–25 мин. На
рис. 1, в показано, что при неизменной ВРС АСС и ЧСС колеблются в противофазе с пе-
риодом около 30 мин. В отдельные дни у некоторых животных в течение нескольких часов
наблюдались УР с периодом около 10 мин.
Таким образом, наблюдаемые в движении створок УР могут синхронно проявляться
в кардиоактивности различными способами: в виде противофазных изменений ЧСС при
неизменной АСС, в виде синфазных изменений АСС при неизменной ЧСС. Кроме того, УР
могут наблюдаться в кардиоактивности без заметных изменений в движении створок, и на-
оборот. Движение створок частично отражает пищевое поведение, следовательно, можно
предположить, что зафиксированные проявления разных сочетаний УР кардиоактивности
и движения створок отражают особенности пищевого поведения мидий.
Природа обнаруженных нами УР пока не изучена. Представляется, однако, очевидным,
что их наличие необходимо учитывать при анализе данных автоматических систем биомо-
ниторинга качества поверхностных вод, в которых в качестве тест-организмов используют
двустворчатых моллюсков [10, 11]. Кроме того, анализ эндогенной ритмики ЧСС мидий
необходим для более корректной интерпретации результатов целого ряда исследований по
влиянию природных и/или антропогенных воздействий на кардиоактивность и движение
164 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2009, №8
Рис. 1. Зависимости ЧСС (1 ), АСС (2 ) и ВРС (3 ) мидии от времени, полученные в разные дни
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2009, №8 165
створок двустворчатых моллюсков. Все это указывает на несомненную актуальность и пер-
спективность дальнейших исследований данного явления.
По мнению авторов, при достаточной изученности ультрадианных ритмов как физио-
логических показателей особенностей состояния функциональных систем организма живо-
тного ультрадианные ритмы кардиоактивности и движения створок моллюсков как новые
физиологические биомаркеры могут найти широкое применение в исследованиях функци-
ональных адаптаций морских организмов к изменениям характеристик среды их обитания.
Последнее представляет значительный интерес как новый метод решения задач оценки здо-
ровья экосистем по функциональному состоянию ее ключевых видов.
1. Биологические ритмы. Т. 2 / Под ред. Ю. Ашоффа. – Москва: Мир, 1984. – 414 с.
2. Edgar B.A., Lehner C. F. Developmental control of cell cycle regulators: a fly’s perspective // Science. –
1996. – 274. – P. 1646–1652.
3. Stupfel M., Damiani P., Perramon A. et al. Ultradian and circadian respiratory rhythms in grouped small
laboratory species as a method to assess the effects of environmental challenges // Comp. Biochem. and
Physiol. – 1985. – 80A, No 2. – P. 225–231.
4. Rodland D.L., Schone B.R., Helama S. et al. A clockwork mollusks: Ultradian rhythms in bivalve activity
revealed by digital photography // J. Exp. Mar. Biol. and Ecol. – 2006. – 334. – P. 316–323.
5. Холодкевич С.В., Донченко В.К., Иванов А.В., Корниенко Е.Л., Куракин А.С. Датчик физио-
логической активности беспозвоночных с жестким наружным покровом и система биологического
мониторинга окружающей среды на его основе: Пат. на полезную модель № 61431 (приоритет от
25.08.2006) // Бюл. изобр. – 2007. – № 6. – 23 с.
6. Kholodkevich S. V., Fedotov V.P., Ivanov A.V., Kuznetsova T.V., Kurakin A. S., Kornienko E. L. Fiber-
optic remote biosensor systems for permanent biological monitoring of the surface waters quality and
bottom sediments in the real time // http://www.ices.dk/products/CMdocs/cm-2007/I/I-2007.pdf
7. Столбов А.Я., Трусевич В. В., Мишуров В.Ж., Шеянов В.А. Автоматизированный комплекс изме-
рения двигательной активности моллюсков (АКИДАМС) и его применение для мониторинга состо-
яния водной среды // Сб. науч. тр. Карадаг. природ. заповедника НАН Украины. – Симферополь:
СОНАТ, 2004. – Кн. 2. – С. 226–230.
8. http://www.mosselmonitor.nl/
9. Холодкевич С.В., Кузнецова Т.В., Иванов А.В., Любимцев В.А. Халатов А.Н., Куракин А.С.,
Корниенко Е.Л., Трусевич В. В., Гнюбкин В.Ф. Автоматическая система биомониторинга на основе
одновременного анализа кардиоактивности и движения створок моллюсков // Нефть и газ аркти-
ческого шельфа – 2008: Материалы междунар. конф., Мурманск, 12–14 нояб. 2008 г. – Мурманск:
ММБИ КНЦ РАН, 2008. – С. 312–320.
10. Холодкевич С.В., Иванов А.В., Кузнецова Т. В., Куракин А.С. и др. Ультрадианные ритмы в кар-
диоактивности двустворчатых моллюсков // Докл. АН. – 2009. – 426, № 6. – С. 831–833.
11. Холодкевич С. В., Иванов А.В., Кузнецова Т.В., Куракин А.С., Трусевич В. В. О возможности
использования биомаркеров на основе ультрадианных ритмов кардиоактивности и движения створок
моллюсков в мониторинге экологического состояния морских акваторий // Нефть и газ арктическо-
го шельфа – 2008: Материалы междунар. конф, Мурманск, 12–14 ноября. – Мурманск: ММБИ КНЦ
РАН, 2008. – С. 302–309.
Поступило в редакцию 19.01.2009Научно-исследовательский центр экологической
безопасности РАН, Санкт-Петербург
Институт биологии южных морей
им. А.О. Ковалевского НАН Украины,
Севастополь
166 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2009, №8
S.V. Kholodkevich, T. V. Kuznetsova, A. V. Ivanov, V. V. Trusevich,
A. S. Kurakin
Ultradian rhythms in cardiac and valve activities in the Black Sea
mussel Mytilus galloprovincialis Lam.
For the first time in Ukraine and Russia, simultaneous real time recordings and analysis of car-
diac activity and valve movements in mussels have been performed. Ultradian rhythms (UR) with
periods of 10, 25, 30, and 40 min were revealed in both cardiac activity and valve movements of
bivalves. It was shown that UR in cardiac activity and valve movements can appear as in-phase
and anti-phase processes, and also as independent events. This indicates the complexity of the
relation between these two processes. In the authors’ opinion, the observed phenomenon is based on
cyclic changes in the speed of filtration and in the food behaviour of mussels corresponding to specific
habitat conditions and regulated by a siphon and valve movements. The conclusion is made that the
analysis of rhythmicity of physiological and behavioral characteristics of mussels is necessary for the
correct interpretation of results obtained in a variety of researches of natural and/or anthropogenic
influences on cardiac activity and valve movements of bivalves. The attention was paid to the
basic possibility of using UR as biomarkers in a wide range of problems of environmental health
assessment.
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2009, №8 167
|