Содержание одновалентных катионов и АТР в эритроцитах морских рыб при экспериментальной гипоксии
В условиях эксперимента исследовали влияние гипоксии на сопряжение мембранных и метаболических функций в ядерных эритроцитах рыб (кефали-сингиля, скорпены), обладающих различной толерантностью к дефициту кислорода. Показано, что устойчивая к гипоксии скорпена сохраняет в эритроцитах трансмембранные...
Saved in:
| Published in: | Український біохімічний журнал |
|---|---|
| Date: | 2010 |
| Main Authors: | , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут біохімії ім. О.В. Палладіна НАН України
2010
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/19039 |
| 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: | Содержание одновалентных катионов и АТР в эритроцитах морских рыб при экспериментальной гипоксии / А.А. Солдатов, И.А. Парфенова, В.Н. Новицкая // Укр. біохім. журн. — 2010. — Т. 82, № 2. — С. 36-41. — Бібліогр.: 25 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859650887715127296 |
|---|---|
| author | Солдатов, А.А. Парфенова, И.А. Новицкая, В.Н. |
| author_facet | Солдатов, А.А. Парфенова, И.А. Новицкая, В.Н. |
| citation_txt | Содержание одновалентных катионов и АТР в эритроцитах морских рыб при экспериментальной гипоксии / А.А. Солдатов, И.А. Парфенова, В.Н. Новицкая // Укр. біохім. журн. — 2010. — Т. 82, № 2. — С. 36-41. — Бібліогр.: 25 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Український біохімічний журнал |
| description | В условиях эксперимента исследовали влияние гипоксии на сопряжение мембранных и метаболических функций в ядерных эритроцитах рыб (кефали-сингиля, скорпены), обладающих различной толерантностью к дефициту кислорода. Показано, что устойчивая к гипоксии скорпена сохраняет в эритроцитах трансмембранные градиенты K+ и Na+ и высокую внутриклеточную концентрацию АТР при 15%-м насыщении воды кислородом. Это происходит на фоне снижения активности Na+,K+-АТР - азы и гексокиназы. У чувствительной к гипоксии кефали-сингиля реакция противоположна. При сохранении высокой активности Na+,K+-АТР -азы и гексокиназы наблюдается снижение ионных градиентов и концентрации АТР в клетках красной крови. Обсуждаются причины выявленных отличий.
В умовах експерименту досліджували вплив гіпоксії на сполучення мембранних і метаболічних функцій в ядерних еритроцитах риб (кефалі-сингіля, скорпени), які виявляють різну толерантність до дефіциту кисню. Показано, що стійка до гіпоксії скорпена зберігає в еритроцитах трансмембранні градієнти K+ і Na+ та високу внутрішньоклітинну концентрацію АТР за 15%-го насичення води киснем. Це відбувається на фоні зниження активності Na+,K+-АТР-ази і гексокінази. У чутливої до гіпоксії кефалі-сингіля реакція є протилежною. У разі збереження високої активності Na+,K+- АТР-ази і гексокінази спостерігається зниження іонних градієнтів і концентрації АТР у клітинах червоної крові. Обговорюються причини виявлених відмінностей.
Coupling of membrane and metabolic functions in nuclear erythrocytes was investigated under experimental hypoxia conditions in fishes (Liza aurata, Scorpaena porcus) with different tolerance to oxygen deficiency. It was shown, that resistant to hypoxia Scorpaena porcus keeps in erythrocytes transmembrane gradients of K+ and Na+ and cellular concentration АТP under 15% of oxygen saturation of sea water. It was connected with the decrease in Na+,K+-АТPase and hexokinase activity. The reaction to oxygen deficiency was opposite in sensitive to hypoxia Liza aurata erythrocytes. A decrease in ionic gradients and concentration of АТP in red blood cells was observed while the activity of Na+,K+-АТPase and hexokinase was high. The reasons of the differences obtained are discussed.
|
| first_indexed | 2025-12-07T13:33:14Z |
| format | Article |
| fulltext |
ISSN 0201 — 8470. Укр. біохім. журн., 2010, т. 82, № 236
УДК 576.34:612.22:597.2/.5
содержание одновалентных катионов
и атр в эритроцитах морских рыб
при экспериментальной гипоксии
А. А. СолдАтов1, И. А. ПАрфеновА2, в. н. новИцкАя1
1Институт биологии южных морей им. А. о. ковалевского нАн Украины, Севастополь;
e-mail: alekssoldatov@yandex.ru;
2Севастопольский национальный технический университет, Украина
в условиях эксперимента исследовали влияние гипоксии на сопряжение мембранных и мета-
болических функций в ядерных эритроцитах рыб (кефали-сингиля, скорпены), обладающих различной
толерантностью к дефициту кислорода. Показано, что устойчивая к гипоксии скорпена сохраняет в
эритроцитах трансмембранные градиенты K+ и Na+ и высокую внутриклеточную концентрацию Атр
при 15%-м насыщении воды кислородом. Это происходит на фоне снижения активности Na+,K+-Атр-
азы и гексокиназы. У чувствительной к гипоксии кефали-сингиля реакция противоположна. При со-
хранении высокой активности Na+,K+-Атр-азы и гексокиназы наблюдается снижение ионных градиен-
тов и концентрации Атр в клетках красной крови. обсуждаются причины выявленных отличий.
к л ю ч е в ы е с л о в а: гипоксия, Na+,K+-Атр-аза, гексокиназа, трансмембранные градиенты K+
и Na+, Атр, ядерные эритроциты, морские рыбы.
Зоны экстремальной гипоксии широко
представлены в Мировом океане [1, 2].
Концентрация кислорода в них обычно
не превышает 0,5 мг⋅л-1. Гидробионты, населяю-
щие эти акватории, имеют особенности в орга-
низации тканевого метаболизма. У них обнару-
жен нескомпенсированный тип стехиометрии
цитохромов дыхательной цепи митохондрий
[3, 4]. Энзимные системы цикла Кребса могут
быть задействованы в анаэробных процессах
генерации энергии и позволяют получать до-
полнительный ресурс макроэргов (АТР, GТР)
без накопления токсичных метаболитов [5, 6].
В тканях повышается содержание соединений
не свойственных аэробному обмену (аланин,
сукцинат) [6], усиливается продукция NH4
+
[7, 8], увеличивается активность аланин-ас-
партатаминотрансфераз, контролирующих
сукцинаттиокиназную и фумаратредуктазную
реакции [9], активизируются процессы пере-
аминирования аминокислот (глутамата, ала-
нина) [10].
Однако реакции клеточных систем изуче-
ны недостаточно. Удобным объектом для это-
го являются ядерные эритроциты низших поз-
воночных. У них обнаружены митохондрии,
энзимы цикла Кребса [11, 12], что делает их
функционально ближе к клеткам соматичес-
ких тканей.
В настоящей работе рассматривается влия-
ние in vivo гипоксических условий на сопряже-
ние мембранных и метаболических процессов
в ядерных эритроцитах морских рыб, облада-
ющих различной толерантностью к дефициту
кислорода.
материалы и методы
В работе использовали особей кефали-
сингиля (вес – 52–74 г; длина – 16,2–19,5 см)
и скорпены (вес – 30–45 г; длина – 14–17 см).
Контрольные группы обоих видов рыб содер-
жали в аквариумах с проточной водой объе-
мом 200 л. Напряжение кислорода (ро2) в
среде изменялось в пределах 158–162 гПа. Экс-
периментальные группы рыб находились при
40 гПа (сингиль) и 15 гПа (скорпена) в течение
5 суток. Выбор данных режимов содержания
обусловлен различной толерантностью указан-
ных видов к дефициту кислорода. Температура
воды – 15 ± 1 °С. В течение опыта величина
ро2 в воде поддерживалась автоматически с
применением воздушной аэрации. Контроль за
содержанием кислорода в воде и температурой
осуществлялся при помощи оксиметра АК-04
(НПО «Сигма») и потенциометра КСП-4. Еже-
суточно осуществлялась полная замена воды в
аквариумах для удаления метаболитов.
За 60–70 мин до отбора проб рыб нар-
котизировали. В качестве анестезирующего
препарата применяли уретан. Его растворяли
в воде аквариума, где находились особи [13].
Кровь получали пункцией предсердия сердца
екСПерИментАльні роботИ
ISSN 0201 — 8470. Укр. біохім. журн., 2010, т. 82, № 2 37
(atrium). В качестве антикоагулянта применяли
гепарин (Richter, Венгрия).
Плазму отделяли от форменных элемен-
тов посредством центрифугирования (750 g,
30 мин; центрифуга MPW-310, Польша) и оп-
ределяли концентрации Na+ и K+. Эритроциты
трижды отмывали от плазмы в изотоничес-
ких растворах MgCl2. Полученную эритро-
цитарную массу лизировали двумя объема-
ми охлажденного бидистиллята. Мембраны
эритроцитов осаждали при 9000 g в течение
30 минут. Гемолизат использовали для опре-
деления внутриэритроцитарных концентраций
Na+, K+, АТР и активности гексокиназы (ГК).
Фрагменты эритроцитарных мембран трижды
отмывали от гемоглобина в среде следующе-
го состава (в мМ): 100 – NaCl, 20 – KCl, 3 –
MgCl2, 10 – гистидина (pH 7,4) и использовали
для определения активности Na+,K+-ATР-азы.
Все операции проводили при 4 °С.
Концентрации Na+ и К+ в плазме крови и
гемолизатах определяли на пламенном фото-
метре ПАЖ-3 в смеси пропан-воздух [14].
Концентрацию АТР оценивали методом
Лампрехта, Тротшольда [15], основанного на
сочетании двух энзимных реакций с участием
гексокиназы и глюкозо-6-фосфатдегидрогена-
зы. В работе использовали стандартные препа-
раты этих энзимов с активностью 500 и 1000 U
(Sigma, США) соответственно.
Активность Na+,К+-АТР-азы определяли
в инкубационной среде следующего состава
(в мМ): 3 – Na2ATP, 100 – NaCl, 20 – KСl,
3 – MgCl2, 10 – гистидина (рН 7,4) и 5 мкг
протеина клеточных мембран. Общий объем –
2 мл. Реакцию начинали, добавляя Na2ATP, и
прекращали через 15 мин, добавляя трихлор-
уксусную кислоту в конечной концентрации
5%. В качестве ингибитора Na+, К+-АТР-азы
применяли уабаин. Освобожденный неорга-
нический фосфат (Pi) в пробе определяли по
методу Фиске, Суббароу [16]. Активность вы-
ражали в микромолях Pi ч
-1⋅мг-1 протеина, ко-
личество которого в пробе контролировали по
методу Бредфорд [17].
При определении активности гексокина-
зы (ГК) в эритроцитах использовали инкуба-
ционную среду следующего состава (в мМ):
100 – трис-HCl буфера (pH 7,4), 2 – MgCl2,
0,2 – NADP, 2 – Na2ATP, 20 – глюкозы; 0,2 U
глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы, 0,1 мл ге-
молизата. Общий объем – 3 мл. Реакцию за-
пускали, добавляя глюкозу. Сканирование из-
менения экстинкции при 340 нм проводили
на СФ-26. Результаты выражали в мкмолях
NADPH⋅мин-1⋅г-1 Hb.
Статистическая обработка и графичес-
кое оформление полученных результатов про-
ведены с применением стандартного пакета
Grapher (версия 1.25). Результаты представле-
ны в виде xSx . Достоверность различий
оценивали при помощи t-критерия Стьюдента
[18]. О нормальности распределения судили по
сопоставлению абсолютных величин средней
арифметической и моды.
результаты и обсуждение
Общая АТР-азная активность препаратов
эритроцитарных мембран и активность ее от-
дельных компонентов (уабаинзависимая и уа-
баиннезависимая) у кефали в ходе опыта не
изменяется (рис. 1). Различия статистически
незначимы. Одновременно происходит увели-
чение концентрации Na+ и уменьшение кон-
центрации K+ в клетках красной крови соот-
ветственно на 24,1% (р < 0,001) и 9,8% (р < 0,01)
(таблица). Отношение Nab
+/Nac
+ снижается в
рис. 1. Атр-азная активность препаратов эритроцитарных мембран кефали (А) и скорпены (б) в
условиях экспериментальной гипоксии: 1 – общая активность, 2 – уабаинзависимая составляющая,
3 – уабаиннезависимая составляющая. *различия достоверны при р < 0,001; ** при р < 0,01
0
10
20
30
40
Нормоксия Гипоксия
0
10
20
30
40
Нормоксия Гипоксия
1
2
3
А
кт
ив
но
ст
ь
N
a+ , K
+ -A
TP
-а
зы
,м
км
ол
ь
P i
ч-1
мг
-1
*
*
**
0
10
20
30
40
Нормоксия Гипоксия
0
10
20
30
40
Нормоксия Гипоксия
1
2
3
А
кт
ив
но
ст
ь
N
a+ , K
+ -A
TP
-а
зы
,м
км
ол
ь
P i
ч-1
мг
-1
*
*
**
40
30
20
10
0
3
2
1
Нормоксия
А Б
Гипоксия Нормоксия Гипоксия
А
кт
ив
но
ст
ь
N
a+ ,K
+ -
A
TP
-а
зы
,
мк
мо
ль
Р
і ч
-1
⋅м
г-1
А
кт
ив
но
ст
ь
N
a+ ,K
+ -
A
TP
-а
зы
,
мк
мо
ль
Р
і ч
-1
⋅м
г-1
А. А. СолдАтов, И. А. ПАрфеновА, в. н. новИцкАя
ISSN 0201 — 8470. Укр. біохім. журн., 2010, т. 82, № 238
баланс одновалентных катионов на мембранах ядерных эритроцитов морских рыб в условиях нормо-
ксии и гипоксии
Примечание: n – число особей; Nab
+, Kb
+ – концентрация натрия и калия в крови; Kc
+, Nac
+ – концентрация
натрия и калия в эритроцитах
Показатели
Кефаль-сингиль Скорпена
Нормоксия Гипоксия Нормоксия Гипоксия
n xSx n xSx n xSx n xSx
Nab
+, ммоль⋅л-1 10 188,3 ± 2,3 7 167,3 ± 2,4 7 161,5 ± 3,4 7 162,6 ± 3,0
Kb
+, ммоль⋅л-1 10 6,40 ± 0,36 7 8,19 ± 0,38 7 3,3 ± 0,5 7 3,4 ± 0,3
Nac
+, ммоль⋅л-1 10 10,0 ± 0,5 7 24,1 ± 1,9 7 20,6 ± 1,0 7 23,1 ± 1,4
Kc
+, ммоль⋅л-1 10 86,7 ± 1,2 7 78,2 ± 2,4 7 99,8 ± 3,1 7 103,9 ± 3,5
Nab
+/Nac
+ 10 21,3 ± 2,0 7 7,2 ± 0,6 7 7,95 ± 0,45 7 7,24 ± 0,56
Kb
+/Kc
+ 10 0,074 ± 0,004 7 0,105 ± 0,005 7 0,034 ± 0,005 7 0,033 ± 0,003
3,0 раза (р < 0,001), а Kb
+/Kc
+ повышается на
41,9% (р < 0,001), то есть градиент концентра-
ции Na+ и K+ между плазмой крови и внутри-
эритроцитарной средой становится ниже, чем
у контрольных животных.
В отличие от кефалей общая АТР-азная
активность препаратов эритроцитарных мемб-
ран скорпены в условиях гипоксии снижается
(рис. 1). При 15%-м насыщении воды кисло-
родом различия достигают 29,6% (р < 0,001).
На долю Na+, K+-АТР-азы (уабаинзависимая
компонента) приходится 66,0% (р < 0,001) сни-
жения активности, а 34,0% на падение актив-
ности АТР-аз, нечувствительных к уабаину.
Изменение энзимной активности эритроцитар-
ных мембран не оказывает значимого влияния
на баланс одновалентных катионов в клетках
красной крови (таблица). Концентрации Na+ и
K+ во вне- и внутриклеточной среде остава-
лись без изменений. Отношения Nab
+/Nac
+ и
Kb
+/Kc
+ совпадали у контрольной и опытной
групп рыб. Такое соотношение процессов ука-
зывает на снижение проницаемости эритроци-
тарных мембран.
Активность ГК в эритроцитах кефали-
сингиля в условиях гипоксии не изменяется
(рис. 2). При этом концентрация АТР в клетке
снижается на 18,3% (р < 0,001). Реакция клеток
красной крови скорпены была противополож-
ной. Активность энзима подавляется и состав-
ляет 73,5% (р < 0,01) от исходных значений.
При этом концентрация АТР в клетке остается
на уровне контрольных величин.
Из представленных данных видно, что в
эритроцитах скорпены происходит сбаланси-
рованное угнетение метаболических и мемб-
рис. 2. Содержание Атр (А) и активность гексокиназы (б) в ядерных эритроцитах рыб при адаптации
к условиям внешней гипоксии: 1 – кефаль-сингиль, 2 – скорпена. * различия достоверны при р < 0,001,
** при р <0,01
0.00
0.03
0.06
0.09
0.12
0.15
А
кт
ив
но
ст
ьс
ть
ге
кс
ок
ин
аз
ы
,
мк
мо
ль
ми
н-
1 г
-1
H
b
Нормоксия Гипоксия
0
3
6
9
12
15
К
он
це
нт
ра
ци
я
А
ТР
,м
км
ол
ь
г-
1 H
b
Нормоксия Гипоксия
1
2
*
**
Б
Нормоксия Гипоксия
А
кт
ив
но
ст
ь
ге
кс
ок
ин
аз
ы
,
мк
мо
ль
⋅м
ин
-1
⋅г-1
H
b
0.00
0.03
0.06
0.09
0.12
0.15
А
кт
ив
но
ст
ьс
ть
ге
кс
ок
ин
аз
ы
,
мк
мо
ль
ми
н-
1 г
-1
H
b
Нормоксия Гипоксия
0
3
6
9
12
15
К
он
це
нт
ра
ци
я
А
ТР
,м
км
ол
ь
г-
1 H
b
Нормоксия Гипоксия
1
2
*
**
15
12
9
6
0
2
1
Нормоксия
А
Гипоксия
Ко
нц
ен
тр
ац
ия
A
TP
, м
км
ол
ь⋅г
-1
H
b
3
0,15
0,12
0,09
0,06
0,00
0,03
екСПерИментАльні роботИ
ISSN 0201 — 8470. Укр. біохім. журн., 2010, т. 82, № 2 39
ранных функций. При этом основные пока-
затели жизнеспособности клеток (градиенты
Na+ и K+ на мембране, концентрация АТР) со-
храняются на уровне контрольных значений.
Реакция эритроцитов кефали прямо противо-
положна. При сохранении высокой активнос-
ти Na+,K+-АТР-азы и ГК наблюдается падение
уровня АТР в клетке и значительное снижение
концентрационных градиентов Na+ и K+ между
внутриэритроцитарной средой и плазмой крови.
Развитие компенсаторных реакций в ор-
ганизме кефали-сингиля, направленных на
удержание исходных скоростей окислительно-
го метаболизма, по-видимому, связано с высо-
кой чувствительностью клеток тканей данного
вида к гипоксии. Известно, что клетки чувст-
вительные к данному фактору не способны к
сбалансированному угнетению метаболизма
[19]. Они сохраняют высокую ионную про-
ницаемость мембран при высокой активности
Na+,K+-АТР-азы. Скорость синтеза АТР в клет-
ках не скоординирована с энергетическими
требованиями ионных насосов. Это приводит
к нарушению мембранных функций, диссипа-
ции ионных градиентов и неконтролируемому
входу Ca2+ в клетку, что инициирует Ca2+-кас-
кад аутодеструкции клетки. Исследования,
проведенные нами на ядерных эритроцитах
кефали, подтвердили данное положение. При
гипоксии средней степени (40% насыщения
воды кислородом) происходило достоверное
снижение градиентов концентраций Na+ и К+
между плазмой крови и внутриэритроцитарной
средой, а также уменьшение концентрации
АТР в клетке. Активность ГК и Na+,K+-АТР-
азы при этом сохраняется на достаточно вы-
соком уровне. Это означает, что поддержание
жизнеспособности клеток пелагических рыб
возможно только при сохранении нормального
кислородного режима тканей.
Снижение тканевого напряжения кисло-
рода не оказывало заметного влияния на эри-
троциты скорпены. Об этом свидетельствует
сохранение градиентов концентраций Na+ и
K+ на мембране, а также стабильный уровень
АТР в клетке. Активность Na+,K+-АТР-азы и
гексокиназы при этом снижается. Известно,
что гексокиназа ограничивает скорость ути-
лизации глюкозы в ядерных эритроцитах [20].
По сравнению с другими энзимами гликоли-
за, активность ее минимальна. Согласно дан-
ным В. Л. Тафтс, Р. Дж. Бойтлер [21], более
20% энергии ядерного эритроцита расходуется
на поддержание трансмембранного градиента
концентраций Na+ и K+. Снижение проницае-
мости клеточных мембран, отмеченное в на-
ших исследованиях, предполагает уменьшение
энергоемкости процессов катионного обмена.
В этом, по-видимому, следует усматривать ос-
новную причину подавления внутриклеточно-
го метаболизма ядерных эритроцитов донных
рыб при низких концентрациях кислорода.
Сходные изменения отмечены в условиях
аноксии в нейронах головного мозга рептилий
[19]. Предполагается, что переход к суббазаль-
ным скоростям метаболизма при действии экст-
ремальных факторов: гипоксия, гипотермия и
голод, достигается за счет сокращения числа
функционирующих ионных каналов [19]. Прин-
ципиальное значение имеет выявление меха-
низма направленной коррекции плотности
функционирующих ионных каналов. Установ-
лено, что при гипоксии снижается реабсорбция
воды в почках и жабрах гидробионтов [22, 23].
Допускается, что это связано с низкой продук-
цией альдостерона и вазопрессина. Показано,
что альдостерон индуцирует синтез протеи-
на в клетках, который участвует в активном
транспорте Na+ через эпителиальную мембра-
ну [24]. В связи с этим можно предположить,
что гипоксия, ограничивая продукцию альдо-
стерона снижает и проницаемость клеточных
мембран. Недавно установлено, что пусковым
сигналом для перехода клеток к суббазальным
скоростям метаболизма на основе уменьшения
числа функционирующих ионных каналов яв-
ляется высвобождение аденозина [25].
Таким образом, организм малоподвижной
скорпены отличается повышенной устойчиво-
стью к дефициту кислорода. Это определяется
устойчивостью клеток ее тканей, сохраняю-
щих в условиях гипоксии основные параметры
жизнеспособности (внутриклеточная концент-
рация АТР, трансмембранные градиенты Na+
и K+) на основе сопряженного угнетения мемб-
ранных и метаболических функций. У высо-
коподвижной кефали-сингиля, чувствитель-
ной к дефициту кислорода в условиях внешней
гипоксии, наблюдается развитие комплекса
компенсационных реакций, направленных на
поддержание исходной скорости окислитель-
ного метаболизма в клетках тканей. При этом
отмечается рассогласование метаболических и
мембранных функций, выражающееся в сни-
жении ионных градиентов и концентрации
АТР в клетке.
А. А. СолдАтов, И. А. ПАрфеновА, в. н. новИцкАя
ISSN 0201 — 8470. Укр. біохім. журн., 2010, т. 82, № 240
вміст одновалентних
катіонів і атр в еритроцитах
морських риб в умовах
експериментальної гіпоксії
о. о. Солдатов1, I. о. Парфьонова2,
в. м. новицька1
1Інститут біології південних морів
ім. О. О. Ковалевського НАН
України, Севастополь;
e-maіl: alekssoldatov@yandex.ru;
2Севастопольський національний
технічний університет, Україна
В умовах експерименту досліджували
вплив гіпоксії на сполучення мембранних і
метаболічних функцій в ядерних еритроцитах
риб (кефалі-сингіля, скорпени), які виявляють
різну толерантність до дефіциту кисню. Пока-
зано, що стійка до гіпоксії скорпена зберігає
в еритроцитах трансмембранні градієнти K+ і
Na+ та високу внутрішньоклітинну концент-
рацію АТР за 15%-го насичення води киснем.
Це відбувається на фоні зниження активності
Na+,K+-АТР-ази і гексокінази. У чутливої до гі-
поксії кефалі-сингіля реакція є протилежною.
У разі збереження високої активності Na+,K+-
АТР-ази і гексокінази спостерігається знижен-
ня іонних градієнтів і концентрації АТР у клі-
тинах червоної крові. Обговорюються причини
виявлених відмінностей.
К л ю ч о в і с л о в а: гіпоксія, Na+,K+-АТР-
аза, гексокіназа, трансмембранні градієнти K+
і Na+, АТР, ядерні еритроцити, морські риби.
contents of monovalent
cations and атp in erythrocytes
of marine fishes under
experimental hypoxia
A. A. Soldatov1, I. A. Parfyonova2,
V. N. Novitskaya1
1Institute of Biology of Southern Seas, National
Academy of Science of Ukraine, Sevastopol;
e-mail: alekssoldatov@yandex.ru
2Sevastopol National Technical University, Ukraine
S u m m a r y
Coupling of membrane and metabolic func-
tions in nuclear erythrocytes was investigated un-
der experimental hypoxia conditions in fishes (Liza
aurata, Scorpaena porcus) with different tolerance
to oxygen deficiency. It was shown, that resistant
to hypoxia Scorpaena porcus keeps in erythrocytes
transmembrane gradients of K+ and Na+ and cel-
lular concentration АТP under 15% of oxygen
saturation of sea water. It was connected with the
decrease in Na+,K+-АТPase and hexokinase activi-
ty. The reaction to oxygen deficiency was opposite
in sensitive to hypoxia Liza aurata erythrocytes. A
decrease in ionic gradients and concentration of
АТP in red blood cells was observed while the ac-
tivity of Na+,K+-АТPase and hexokinase was high.
The reasons of the differences obtained are dis-
cussed.
K e y w o r d s: hypoxia, Na+,K+-АТPase,
hexokinase, transmembrane gradients of K+ and
Na+, АТP, nuclear erythrocyte, marine fishes.
1. Duncombe-Rae C. M., Bailey G. W., Neumann
T. et al. // 10th SAMSS, 2000: Wilderness
(South Africa), 22-26 Nov 1999. – Abstracts,
2000. – P. 1.
2. Joyce S. // Environ. Health Perspect. – 2000. –
108, N 3. – P. A12–A125.
3. Савина м. в. Механизмы адаптации ткане-
вого дыхания в эволюции позвоночных. –
С.-Петербург: Наука, 1992. – 200 с.
4. Солдатов А. А. // Журн. эволюц. биохим.
физиол. – 1996. – 32 , № 2. – С. 142–146.
5. Panepucci L., Fernandes M. N., Sanches J. R.,
Rantin F. T. // Rev. Bras. Biol. – 2000. – 60,
N 2. – P. 353–360.
6. Waarde A., Thillart G., Kesbeke F. // J. Comp.
Physiol. – 1983. – 149B, N 4. – P. 469–475.
7. Шульман Г. е., Аболмасова Г. И., Столбов А. я.
// Усп. совр. биол. – 1993. – 113, № 5. –
С. 576–586.
8. Chew S. F., Gan J., Ip Y. K. // Physiol. Biochem.
Zool. – 2005. – 78, N 4. – P. 620–629.
9. Thillart G., Waarde A. // Mol. Physiol. –
1985. – 8, N 3. – P. 393–409.
10. Waarde A. // Comp. Biochem. Physiol. –
1988. – 91B, N 2. – P. 207–228.
11. Boutilier R. G., Ferguson R. A. // Can. J.
Zool. – 1989. – 67, N 12. – P. 2986–2993.
12. Phillips M. C. L., Moyes C. D., Tufts B. L. // J.
Exp. Biol. – 2000. – 203, N 6. – P. 1039–1045.
13. Солдатов А. А. // Гидробиол. журн. –
2003. – 39, № 1. – С. 51–63.
14. комаров ф. И., коровкин б. ф., меньши-
ков в. в. Биохимические исследования в
клинике. – Л.: Медицина, 1976. – 384 с.
15. ещенко н. д. Методы биохимических иссле-
дований (липидный и энергетический
обмен). – Л.: Изд-во ЛГУ, 1982. – С. 222–226.
16. кочетов Г. А. Практическое руководство по
энзимологии. – М.: Высш. школа, 1980. –
272 с.
17. Sedmak F. F., Grossberg S. E. // Anat.
Biochem. – 1977. – 79, N 4. – P. 544–552.
екСПерИментАльні роботИ
ISSN 0201 — 8470. Укр. біохім. журн., 2010, т. 82, № 2 41
18. лакин Г. ф. Биометрия. – М.: Высшая
школа, 1980. – 291 с.
19. Bickler P. E., Buck L. T. // Annu. Rev.
Physiol. – 2007. – 69, N 2. – P. 145–170.
20. Bachand L., Leray C. // Comp. Biochem.
Physiol. – 1975. – 50B, N 6. – P. 567–570.
21. Tufts B. L., Boutilier R. G. // J. Exp. Biol. –
1991. – 231, N 1. –P. 139–151.
22. Soulier P., Peyraud-Waitzenegger M., Peyraud C.
// Arch. Int. Physiol., Biochem. Biophys. –
1991. – 99, N 5. – P. 124–132.
23. Swift D. I., Lloyd R. // J. Fish Biol. – 1974. –
6, N4. – P. 379–387.
24. Edelman I. S., Fanestil D. D. // Biochem. Action
of Рormones. – 1. – New York: Academic
Press, 1972. – P. 321–364.
25. Buck L. T. // Comp. Biochem. Physiol. B.
Biochem. Mol. Biol. – 2004. – 139, N 3. –
P. 401–414.
Получено 09.02.2010
А. А. СолдАтов, И. А. ПАрфеновА, в. н. новИцкАя
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-19039 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0201-8470 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T13:33:14Z |
| publishDate | 2010 |
| publisher | Інститут біохімії ім. О.В. Палладіна НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Солдатов, А.А. Парфенова, И.А. Новицкая, В.Н. 2011-04-16T17:42:13Z 2011-04-16T17:42:13Z 2010 Содержание одновалентных катионов и АТР в эритроцитах морских рыб при экспериментальной гипоксии / А.А. Солдатов, И.А. Парфенова, В.Н. Новицкая // Укр. біохім. журн. — 2010. — Т. 82, № 2. — С. 36-41. — Бібліогр.: 25 назв. — рос. 0201-8470 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/19039 576.34:612.22:597.2/.5 В условиях эксперимента исследовали влияние гипоксии на сопряжение мембранных и метаболических функций в ядерных эритроцитах рыб (кефали-сингиля, скорпены), обладающих различной толерантностью к дефициту кислорода. Показано, что устойчивая к гипоксии скорпена сохраняет в эритроцитах трансмембранные градиенты K+ и Na+ и высокую внутриклеточную концентрацию АТР при 15%-м насыщении воды кислородом. Это происходит на фоне снижения активности Na+,K+-АТР - азы и гексокиназы. У чувствительной к гипоксии кефали-сингиля реакция противоположна. При сохранении высокой активности Na+,K+-АТР -азы и гексокиназы наблюдается снижение ионных градиентов и концентрации АТР в клетках красной крови. Обсуждаются причины выявленных отличий. В умовах експерименту досліджували вплив гіпоксії на сполучення мембранних і метаболічних функцій в ядерних еритроцитах риб (кефалі-сингіля, скорпени), які виявляють різну толерантність до дефіциту кисню. Показано, що стійка до гіпоксії скорпена зберігає в еритроцитах трансмембранні градієнти K+ і Na+ та високу внутрішньоклітинну концентрацію АТР за 15%-го насичення води киснем. Це відбувається на фоні зниження активності Na+,K+-АТР-ази і гексокінази. У чутливої до гіпоксії кефалі-сингіля реакція є протилежною. У разі збереження високої активності Na+,K+- АТР-ази і гексокінази спостерігається зниження іонних градієнтів і концентрації АТР у клітинах червоної крові. Обговорюються причини виявлених відмінностей. Coupling of membrane and metabolic functions in nuclear erythrocytes was investigated under experimental hypoxia conditions in fishes (Liza aurata, Scorpaena porcus) with different tolerance to oxygen deficiency. It was shown, that resistant to hypoxia Scorpaena porcus keeps in erythrocytes transmembrane gradients of K+ and Na+ and cellular concentration АТP under 15% of oxygen saturation of sea water. It was connected with the decrease in Na+,K+-АТPase and hexokinase activity. The reaction to oxygen deficiency was opposite in sensitive to hypoxia Liza aurata erythrocytes. A decrease in ionic gradients and concentration of АТP in red blood cells was observed while the activity of Na+,K+-АТPase and hexokinase was high. The reasons of the differences obtained are discussed. ru Інститут біохімії ім. О.В. Палладіна НАН України Український біохімічний журнал Експериментальні роботи Содержание одновалентных катионов и АТР в эритроцитах морских рыб при экспериментальной гипоксии Вміст одновалентних катіонів і АТР в еритроцитах морських риб в умовах експериментальної гіпоксії Contents of monovalent cations and атp in erythrocytes of marine fishes under experimental hypoxia Article published earlier |
| spellingShingle | Содержание одновалентных катионов и АТР в эритроцитах морских рыб при экспериментальной гипоксии Солдатов, А.А. Парфенова, И.А. Новицкая, В.Н. Експериментальні роботи |
| title | Содержание одновалентных катионов и АТР в эритроцитах морских рыб при экспериментальной гипоксии |
| title_alt | Вміст одновалентних катіонів і АТР в еритроцитах морських риб в умовах експериментальної гіпоксії Contents of monovalent cations and атp in erythrocytes of marine fishes under experimental hypoxia |
| title_full | Содержание одновалентных катионов и АТР в эритроцитах морских рыб при экспериментальной гипоксии |
| title_fullStr | Содержание одновалентных катионов и АТР в эритроцитах морских рыб при экспериментальной гипоксии |
| title_full_unstemmed | Содержание одновалентных катионов и АТР в эритроцитах морских рыб при экспериментальной гипоксии |
| title_short | Содержание одновалентных катионов и АТР в эритроцитах морских рыб при экспериментальной гипоксии |
| title_sort | содержание одновалентных катионов и атр в эритроцитах морских рыб при экспериментальной гипоксии |
| topic | Експериментальні роботи |
| topic_facet | Експериментальні роботи |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/19039 |
| work_keys_str_mv | AT soldatovaa soderžanieodnovalentnyhkationoviatrvéritrocitahmorskihrybpriéksperimentalʹnoigipoksii AT parfenovaia soderžanieodnovalentnyhkationoviatrvéritrocitahmorskihrybpriéksperimentalʹnoigipoksii AT novickaâvn soderžanieodnovalentnyhkationoviatrvéritrocitahmorskihrybpriéksperimentalʹnoigipoksii AT soldatovaa vmístodnovalentnihkatíonívíatrveritrocitahmorsʹkihribvumovaheksperimentalʹnoígípoksíí AT parfenovaia vmístodnovalentnihkatíonívíatrveritrocitahmorsʹkihribvumovaheksperimentalʹnoígípoksíí AT novickaâvn vmístodnovalentnihkatíonívíatrveritrocitahmorsʹkihribvumovaheksperimentalʹnoígípoksíí AT soldatovaa contentsofmonovalentcationsandatpinerythrocytesofmarinefishesunderexperimentalhypoxia AT parfenovaia contentsofmonovalentcationsandatpinerythrocytesofmarinefishesunderexperimentalhypoxia AT novickaâvn contentsofmonovalentcationsandatpinerythrocytesofmarinefishesunderexperimentalhypoxia |