Биохимические и морфологические аспекты сезонной и искусственной акклимации карася серебряного
Исследованы сезонные биохимические и морфологические изменения в тканях карася серебряного Carassius auratus. Показано, что подготовка к зиме требует перестройки в тканях на морфологическом и биохимическом уровнях организации. Эти перестройки носят лабильный обратимый характер, так как у деакклимиро...
Saved in:
| Published in: | Проблемы криобиологии и криомедицины |
|---|---|
| Date: | 2008 |
| Main Authors: | , , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут проблем кріобіології і кріомедицини НАН України
2008
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/69077 |
| 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: | Биохимические и морфологические аспекты сезонной и искусственной акклимации карася серебряного / А.К. Гулевский, Е.А. Грищенкова, Л.И. Релина, Е.Г. Жегунова, Е.В. Чаплай // Проблемы криобиологии. — 2008. — Т. 18, № 4. — С. 499-501. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860239503626600448 |
|---|---|
| author | Гулевский, А.К. Грищенкова, Е.А. Релина, Л.И. Жегунова, Е.Г. Чаплай, Е.В. |
| author_facet | Гулевский, А.К. Грищенкова, Е.А. Релина, Л.И. Жегунова, Е.Г. Чаплай, Е.В. |
| citation_txt | Биохимические и морфологические аспекты сезонной и искусственной акклимации карася серебряного / А.К. Гулевский, Е.А. Грищенкова, Л.И. Релина, Е.Г. Жегунова, Е.В. Чаплай // Проблемы криобиологии. — 2008. — Т. 18, № 4. — С. 499-501. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Проблемы криобиологии и криомедицины |
| description | Исследованы сезонные биохимические и морфологические изменения в тканях карася серебряного Carassius auratus. Показано, что подготовка к зиме требует перестройки в тканях на морфологическом и биохимическом уровнях организации. Эти перестройки носят лабильный обратимый характер, так как у деакклимированных зимой рыб изученные параметры сходны с таковыми в летний период. При этом переключение организма рыб на зимний режим требует более сложной и длительной реорганизации систем, так как резкое снижение температуры воды летом приводило к 100% гибели рыб в течение 5 суток.
Досліджено сезонні біохімічні та морфологічні зміни в тканинах карася сріблястого Carassius auratus. Показано, що підготовка до зими потребує перебудов в тканинах на морфологічному та біохімічному рівнях організації. Ці перебудови мають лабільний зворотний характер, бо у деаклімованих взимку риб досліджені параметри схожі з такими в літній період. При цьому переключення організму риб на зимовий режим вимагає більш складної та тривалої реорганізації систем, оскільки різке зниження температури води влітку призводило до 100% загибелі риб протягом 5 діб.
Seasonal biochemical and morphological changes in tissues of the goldfish Carassius auratus were studied. Preparation for winter was shown to require remodeling in tissues on morphological and biochemical levels of organization. This remodeling is of labile and reversible nature, as the parameters investigated in the deacclimated fish in winter are similar to the summer ones. At the same time a switch of fish organism to winter regimen requires more complicated and longer reorganization of systems, since an abrupt decline of water temperature in summer resulted in 100% mortality of the fish within 5 days.
|
| first_indexed | 2025-12-07T18:28:05Z |
| format | Article |
| fulltext |
499 PROBLEMS
OF CRYOBIOLOGY
Vol. 18, 2008, №4
ПРОБЛЕМЫ
КРИОБИОЛОГИИ
Т. 18, 2008, №4
УДК 577.15:597.554.3-154.34.04
А.К. ГУЛЕВСКИЙ*, Е.А. ГРИЩЕНКОВА, Л.И. РЕЛИНА, Е.Г. ЖЕГУНОВА, Е.В. ЧАПЛАЙ
Биохимические и морфологические аспекты сезонной и
искусственной акклимации карася серебряного
UDC 577.15:597.554.3-154.34.04
A.К. GULEVSKY*, YE.А. GRISCHENKOVA, L.I. RELINA, YE.G. ZHEGUNOVA, YE.V. CHAPLAY
Biochemical and Morphological Aspects of Seasonal
and Artificial Acclimation of the Goldfish
Исследованы сезонные биохимические и морфологические изменения в тканях карася серебряного Carassius auratus.
Показано, что подготовка к зиме требует перестройки в тканях на морфологическом и биохимическом уровнях организации.
Эти перестройки носят лабильный обратимый характер, так как у деакклимированных зимой рыб изученные параметры сход-
ны с таковыми в летний период. При этом переключение организма рыб на зимний режим требует более сложной и длительной
реорганизации систем, так как резкое снижение температуры воды летом приводило к 100% гибели рыб в течение 5 суток.
Ключевые слова: акклимация, карась серебряный.
Досліджено сезонні біохімічні та морфологічні зміни в тканинах карася сріблястого Carassius auratus. Показано, що
підготовка до зими потребує перебудов в тканинах на морфологічному та біохімічному рівнях організації. Ці перебудови
мають лабільний зворотний характер, бо у деаклімованих взимку риб досліджені параметри схожі з такими в літній період.
При цьому переключення організму риб на зимовий режим вимагає більш складної та тривалої реорганізації систем, оскільки
різке зниження температури води влітку призводило до 100% загибелі риб протягом 5 діб.
Ключові слова: аклімація, карась сріблястий.
Seasonal biochemical and morphological changes in tissues of the goldfish Carassius auratus were studied. Preparation for winter
was shown to require remodeling in tissues on morphological and biochemical levels of organization. This remodeling is of labile and
reversible nature, as the parameters investigated in the deacclimated fish in winter are similar to the summer ones. At the same time a
switch of fish organism to winter regimen requires more complicated and longer reorganization of systems, since an abrupt decline of
water temperature in summer resulted in 100% mortality of the fish within 5 days.
Key-words: acclimation, goldfish.
* Автор, которому необходимо направлять корреспонденцию:
ул. Переяславская, 23, г. Харьков, Украина 61015; тел.:+38
(057) 373-41-35, факс: +38 (057) 373-30-84, электронная почта:
cryo@online.kharkov.ua
Институт проблем криобиологии и криомедицины
НАН Украины, г. Харьков
В настоящее время чрезвычайно актуальной
является проблема управляемой гипотермии, что
требует всесторонних исследований гомойотерм-
ных и пойкилотермных организмов, которые в про-
цессе эволюции выработали механизмы адаптации
к изменениям температуры окружающей среды.
В частности, если для большинства гомойотерм-
ных животных снижение температуры тела на 10°С
заканчивается летально, а подготовка организма
к такому стрессовому воздействию требует слож-
ной подготовки извне, то многие пойкилотермные
животные могут существовать в гораздо более
широком температурном диапазоне. Известно, что
некоторые пресноводные рыбы способны пережи-
вать периоды сезонного похолодания, снижая ин-
тенсивность метаболизма и потребление кисло-
рода [4]. Такая перестройка требует участия всех
систем организма на различных уровнях органи-
зации.
Температурная акклимация как модель для ис-
следования сезонных изменений представляет
собой отдельную проблему, так как механизмы
сезонных ритмов могут не работать при кратковре-
менном воздействии, либо функционирование адап-
тационных механизмов может быть модифициро-
вано при моделировании природных условий. Для
изучения механизмов перестройки организма на
различных уровнях биологической организации мы
оценивали изменения ультраструктуры мышц,
спектра белков различных тканей, а также актив-
ности лактатдегидрогеназы (ЛДГ) как показателя
энергетического обмена в зависимости от сезона
и температуры содержания карася серебряного
Carassius auratus.
* To whom correspondence should be addressed: 23,
Pereyaslavskaya str., Kharkov, Ukraine 61015; tel.:+380 57 373
4135, fax: +380 57 373 3084, e-mail: cryo@online.kharkov.ua
Institute for Problems of Cryobiology and Cryomedicine of the Na-
tional Academy of Sciences of Ukraine, Kharkov, Ukraine
НОВЫЕ РЕПРОДУКТИВНЫЕ
КРИОТЕХНОЛОГИИ В МЕДИЦИНЕ
И ЖИВОТНОВОДСТВЕ
NEW REPRODUCTIVE
CRYOTECHNOLOGIES IN MEDICINE
AND STOCK BREEDING
500 PROBLEMS
OF CRYOBIOLOGY
Vol. 18, 2008, №4
ПРОБЛЕМЫ
КРИОБИОЛОГИИ
Т. 18, 2008, №4
Материалы и методы
Активность ЛДГ в направлении
лактат→пируват и пируват→
лактат определяли по методам [3]
и [1] соответственно. SDS-элект-
рофорез тканей проводили в градиен-
тном ПААГе 10–25% [5]. Элект-
ронно-микроскопическое исследо-
вание тканей выполняли как опи-
сано в [6].
Результаты и обсуждение
Электронная микроскопия пока-
зала, что ультраструктура мышц
претерпевает существенные се-
зонные изменения. В белых мыш-
цах зимой уменьшается количест-
во митохондрий между миофиб-
риллами, а количество и размер
округлых везикул саркоплазма-
тического ретикулума (СР) увели-
чиваются, и они размещаются в
недостаточно для накопления “зимних” форм
белков.
Активность ЛДГ в направлении пируват→
лактат зимой достоверно выше в красных мышцах
и печени (что согласуется с данными о преиму-
щественном переключении организма рыб на ана-
эробный энергообмен зимой), но не в белых
мышцах [7]. Деакклимация карасей зимой (содер-
жание рыб при температуре 20–22°С не менее 2 не-
дель) приводила к существенному понижению
активности ЛДГ по сравнению с “зимними” вели-
чинами во всех изученных тканях. Интересно
отметить, что при попытке помещения рыб в холо-
довую камеру летом все караси гибли в течение
3–5 суток. Вероятно, для включения адаптацион-
ных механизмов играет роль не только сам перепад
температур, но и скорость ее снижения. Возмож-
ность холодовой акклимации рыб летом при пос-
тепенном понижении температуры воды требует
дополнительных исследований. Активность ЛДГ
в направлении пируват→лактат, измеренная на
3-и сутки холодовой экспозиции рыб, оказалась
чрезвычайно низкой в белых и красных мышцах,
но не в печени, где она сохраняется на уровне
значений летнего периода. Активность ЛДГ в нап-
равлении пируват→лактат в этих условиях состав-
ляла в белых мышцах всего лишь 11,7 и 13,2% по отно-
шению к “летним” и “зимним” значениям соответ-
ственно, а в красных – 20,0 и 15,2% по отношению
к “летним” и “зимним” значениям соответственно.
Чрезвычайно резкое падение активности ЛДГ в
направлении пируват→лактат в мышцах при этом
особенно примечательно. Данное обстоятельство
свидетельствует о серьёзных нарушениях регуля-
кДа
200
150
120
100
85
70
60
50
40
30
25
20
15
10
М 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Спектр тканей C. auratus зимой до и после деакклимации: М – маркеры
молекулярного веса; 1, 2 – белые мышцы; 3, 4 – красные мышцы; 5, 6 –
печень; 7, 8 – сердце, 9, 10 – мозг; 1, 3, 5, 7, 9 – деакклимированные рыбы;
2, 4, 6, 8 – “зимние” рыбы; – белок 200 кДа; – белок 167 кДа
несколько рядов в отличие от плоских везикул СР
“летних” карасей, расположенных в один ряд. Ядра
клеток у карасей зимой содержат больше гетеро-
хроматина, а оболочка ядра имеет извилистую
форму. В красных мышцах сезонные изменения
носят противоположный характер: количество
митохондрий увеличивается в зимний период, а
содержание гетерохроматина в ядре зимой сни-
жается, а сами ядра характеризуются округлой
формой с ровными краями. Деакклимация рыб
зимой влияет на ультраструктуру мышц в направ-
лении реорганизации их по “летнему” типу. Таким
образом, в зимний период происходит реорга-
низация органелл, которая имеет достаточно ла-
бильную природу и при возвращении рыб в
оптимальный температурный режим носит обрати-
мый характер.
При сравнении белковых спектров тканей кара-
сей прежде всего обращает на себя внимание прак-
тически полное исчезновение полосы 200 кДа в
красных мышцах и сердце и полосы 167 кДа в пе-
чени после деакклимации (рисунок). Нами обнару-
жены лишь незначительные количественные отли-
чия в составе белков белых мышц и мозга “зимних”
и деакклимированных карасей. Белковый состав
тканей деакклимированных рыб практически не
отличается от спектра белков “летних” карасей.
Трехдневное содержание карасей при 5°С летом
не вызывало изменений на SDS-электрофореграм-
мах. Полученные результаты свидетельствуют,
что процессы сезонной адаптации требуют измене-
ния состава белков тканей. Данные изменения
обратимы при изменении температурного режима.
Трех дней пребывания при 5°С в летний период
501 PROBLEMS
OF CRYOBIOLOGY
Vol. 18, 2008, №4
ПРОБЛЕМЫ
КРИОБИОЛОГИИ
Т. 18, 2008, №4
ции производства энергии в метаболических путях.
Активность ЛДГ в направлении лактат→пируват
в зимний период снижается по сравнению с летним
периодом во всех исследованных тканях. Деаккли-
мация зимой возвращает активность этой формы
ЛДГ на уровень “летних” значений, что также
характерно для всех исследованных тканей. После
3-дневной холодовой экспозиции летом наблюда-
лась тенденция к некоторому снижению активнос-
ти ЛДГ в направлении лактат→пируват в мышцах,
но при этом величина активности все равно не
снижалась до уровня, характерного для зимы. В
печени снижение температуры летом вообще не
вызывало изменений активности ЛДГ в направле-
нии лактат→пируват по сравнению с величиной
активности у “летних” карасей. Судя по изменениям
активности ЛДГ в обоих направлениях деакклима-
ция зимой воспроизводила летний режим сущест-
вования карасей. На 3-й день холодовой экспозиции
летом отмечено резкое снижение активности ЛДГ
в мышцах в направлении пируват→лактат.
Выводы
Сезонная адаптация C. auratus требует комп-
лекса изменений как на субклеточном уровне, так
и на уровне обмена веществ. Наши эксперименты
показали, что зимой возможен перевод рыб на лет-
ний режим существования, при этом, судя по иссле-
дованным параметрам, разные ткани реагируют
на изменение температурного режима по-разному.
Летом резкий переход C. auratus на низкотемпера-
турный режим содержания в наших условиях ока-
зался невозможным, поскольку смертность рыб в
течение 5 суток составила 100%, что свидетельст-
Литература
Асатиани В.С. Ферментативные методы анализа.– М.:
Наука, 1969.– 739 с.
Иваницкий Д.А., Колаева С.Г., Пастухов Ю.Ф. и др. Эф-
фект выраженного снижения метаболизма у теплокров-
ных эндогенными веществами из тканей зимоспящих в
состоянии спячки // ДАН СССР.– 1982.– Т. 267, №2.–
С. 978–990.
Колб В.Г., Камышников В.С. Клиническая биохимия.–
Минск: Беларусь, 1976.– 311 с.
Озернюк Н.Д. Феноменология и механизмы адаптацион-
ных процессов.– М.: Изд-во МГУ, 2003.– 215 с.
Остерман Л.А. Методы исследования белков и нуклеи-
новых кислот: электрофорез и ультрацентрифугирова-
ние.– М.: Наука, 1981.– 288 с.
Уикли Б. Электронная микроскопия для начинающих/ Под
ред. В.Ю. Полякова.– М.: Мир, 1975.– 349 с.
Hardewig I., Van Dijk P. L. M., Pörtner H.O. High-energy
turnover at low temperatures: recovery from exhaustive
exercise in Antarctic and temperate eelpouts // Am. J. Physiol.–
1998.– Vol. 247, N6, Pt. 2.– P. R1789–R1796.
Поступила 14.07.2008
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
вует о неспособности организма рыб быстро адап-
тироваться летом к резкому снижению температу-
ры.
Процессы переключения метаболизма должны
контролироваться соединениями, синтезирующи-
мися и накапливающимися при подготовке к зиме,
например низкомолекулярными фракциями, подоб-
ными тем, которые присутствуют в мозге живот-
ных – гибернаторов [2]. Выделение таких веществ,
а также исследование их биологической активнос-
ти представляется нам перспективным направле-
нием будущих исследований.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-69077 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0233-7673 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T18:28:05Z |
| publishDate | 2008 |
| publisher | Інститут проблем кріобіології і кріомедицини НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Гулевский, А.К. Грищенкова, Е.А. Релина, Л.И. Жегунова, Е.Г. Чаплай, Е.В. 2014-10-04T15:42:23Z 2014-10-04T15:42:23Z 2008 Биохимические и морфологические аспекты сезонной и искусственной акклимации карася серебряного / А.К. Гулевский, Е.А. Грищенкова, Л.И. Релина, Е.Г. Жегунова, Е.В. Чаплай // Проблемы криобиологии. — 2008. — Т. 18, № 4. — С. 499-501. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. 0233-7673 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/69077 577.15:597.554.3-154.34.04 Исследованы сезонные биохимические и морфологические изменения в тканях карася серебряного Carassius auratus. Показано, что подготовка к зиме требует перестройки в тканях на морфологическом и биохимическом уровнях организации. Эти перестройки носят лабильный обратимый характер, так как у деакклимированных зимой рыб изученные параметры сходны с таковыми в летний период. При этом переключение организма рыб на зимний режим требует более сложной и длительной реорганизации систем, так как резкое снижение температуры воды летом приводило к 100% гибели рыб в течение 5 суток. Досліджено сезонні біохімічні та морфологічні зміни в тканинах карася сріблястого Carassius auratus. Показано, що підготовка до зими потребує перебудов в тканинах на морфологічному та біохімічному рівнях організації. Ці перебудови мають лабільний зворотний характер, бо у деаклімованих взимку риб досліджені параметри схожі з такими в літній період. При цьому переключення організму риб на зимовий режим вимагає більш складної та тривалої реорганізації систем, оскільки різке зниження температури води влітку призводило до 100% загибелі риб протягом 5 діб. Seasonal biochemical and morphological changes in tissues of the goldfish Carassius auratus were studied. Preparation for winter was shown to require remodeling in tissues on morphological and biochemical levels of organization. This remodeling is of labile and reversible nature, as the parameters investigated in the deacclimated fish in winter are similar to the summer ones. At the same time a switch of fish organism to winter regimen requires more complicated and longer reorganization of systems, since an abrupt decline of water temperature in summer resulted in 100% mortality of the fish within 5 days. ru Інститут проблем кріобіології і кріомедицини НАН України Проблемы криобиологии и криомедицины Секция «Новые репродуктивные криотехнологии в медицине и животноводстве» Биохимические и морфологические аспекты сезонной и искусственной акклимации карася серебряного Biochemical and Morphological Aspects of Seasonal and Artificial Acclimation of the Goldfish Article published earlier |
| spellingShingle | Биохимические и морфологические аспекты сезонной и искусственной акклимации карася серебряного Гулевский, А.К. Грищенкова, Е.А. Релина, Л.И. Жегунова, Е.Г. Чаплай, Е.В. Секция «Новые репродуктивные криотехнологии в медицине и животноводстве» |
| title | Биохимические и морфологические аспекты сезонной и искусственной акклимации карася серебряного |
| title_alt | Biochemical and Morphological Aspects of Seasonal and Artificial Acclimation of the Goldfish |
| title_full | Биохимические и морфологические аспекты сезонной и искусственной акклимации карася серебряного |
| title_fullStr | Биохимические и морфологические аспекты сезонной и искусственной акклимации карася серебряного |
| title_full_unstemmed | Биохимические и морфологические аспекты сезонной и искусственной акклимации карася серебряного |
| title_short | Биохимические и морфологические аспекты сезонной и искусственной акклимации карася серебряного |
| title_sort | биохимические и морфологические аспекты сезонной и искусственной акклимации карася серебряного |
| topic | Секция «Новые репродуктивные криотехнологии в медицине и животноводстве» |
| topic_facet | Секция «Новые репродуктивные криотехнологии в медицине и животноводстве» |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/69077 |
| work_keys_str_mv | AT gulevskiiak biohimičeskieimorfologičeskieaspektysezonnoiiiskusstvennoiakklimaciikarasâserebrânogo AT griŝenkovaea biohimičeskieimorfologičeskieaspektysezonnoiiiskusstvennoiakklimaciikarasâserebrânogo AT relinali biohimičeskieimorfologičeskieaspektysezonnoiiiskusstvennoiakklimaciikarasâserebrânogo AT žegunovaeg biohimičeskieimorfologičeskieaspektysezonnoiiiskusstvennoiakklimaciikarasâserebrânogo AT čaplaiev biohimičeskieimorfologičeskieaspektysezonnoiiiskusstvennoiakklimaciikarasâserebrânogo AT gulevskiiak biochemicalandmorphologicalaspectsofseasonalandartificialacclimationofthegoldfish AT griŝenkovaea biochemicalandmorphologicalaspectsofseasonalandartificialacclimationofthegoldfish AT relinali biochemicalandmorphologicalaspectsofseasonalandartificialacclimationofthegoldfish AT žegunovaeg biochemicalandmorphologicalaspectsofseasonalandartificialacclimationofthegoldfish AT čaplaiev biochemicalandmorphologicalaspectsofseasonalandartificialacclimationofthegoldfish |