Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Влияние природных и антропогенных факторов на активность ферментов сыворотки крови черноморских рыб : на примере морского ерша Рощина Ольга Владимировна

Влияние природных и антропогенных факторов на активность ферментов сыворотки крови черноморских рыб : на примере морского ерша
<
Влияние природных и антропогенных факторов на активность ферментов сыворотки крови черноморских рыб : на примере морского ерша Влияние природных и антропогенных факторов на активность ферментов сыворотки крови черноморских рыб : на примере морского ерша Влияние природных и антропогенных факторов на активность ферментов сыворотки крови черноморских рыб : на примере морского ерша Влияние природных и антропогенных факторов на активность ферментов сыворотки крови черноморских рыб : на примере морского ерша Влияние природных и антропогенных факторов на активность ферментов сыворотки крови черноморских рыб : на примере морского ерша Влияние природных и антропогенных факторов на активность ферментов сыворотки крови черноморских рыб : на примере морского ерша Влияние природных и антропогенных факторов на активность ферментов сыворотки крови черноморских рыб : на примере морского ерша Влияние природных и антропогенных факторов на активность ферментов сыворотки крови черноморских рыб : на примере морского ерша Влияние природных и антропогенных факторов на активность ферментов сыворотки крови черноморских рыб : на примере морского ерша Влияние природных и антропогенных факторов на активность ферментов сыворотки крови черноморских рыб : на примере морского ерша Влияние природных и антропогенных факторов на активность ферментов сыворотки крови черноморских рыб : на примере морского ерша Влияние природных и антропогенных факторов на активность ферментов сыворотки крови черноморских рыб : на примере морского ерша
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Рощина Ольга Владимировна. Влияние природных и антропогенных факторов на активность ферментов сыворотки крови черноморских рыб : на примере морского ерша : диссертация ... кандидата биологических наук : 03.00.16 / Рощина Ольга Владимировна; [Место защиты: Моск. гос. ун-т им. М.В. Ломоносова. Биол. фак.].- Москва, 2010.- 150 с.: ил. РГБ ОД, 61 10-3/641

Содержание к диссертации

Введение

РАЗДЕЛ 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Ферменты как индикаторы физиологического состояния рыб 14

1.2 Роль сывороточных ферментов для оценки физиологического статуса рыб

1.2.1 Роль аминотрансфераз в обмене веществ 21

1.2.2 Роль щелочной фосфатазы в обмене веществ 31

1.2.3 Роль альдолазы в обмене веществ 33

1.3 Влияние меди на организм рыб 35

РАЗДЕЛ 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

2.1 Экологическая характеристика мест обитания морского ерша 47

2.2 Характеристика объекта исследования 53

2.3. Методы исследования

2.3.1. Физико-химические методы

2.3.1.1. Определение активности ферментов 55

2.3.1.2. Определение содержания меди 57

2.3.2. Электрофоретический анализ 58

2.3.3. Токсикологические методы 58

2.3.4. Статистическая обработка результатов 61

РАЗДЕЛ 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

3.1. Электрофоретический анализ АсАТ сыворотки крови морского ерша 63

3.2. Возрастные особенности активности ферментов в сыворотке крови морского ерша 66

3.3. Половые особенности активности ферментов в сыворотке крови морского ерша 74

3.4. Сезонные особенности активности ферментов в сыворотке крови морского ерша 79

3.5. Ответные реакции морскго ерша на загрязнения среды обитания

3.5. 1. Влияние содержания токсичных элементов в мышцах морского ерша на активность сывороточных ферментов (природные исследования) 90

3.5.2. Влияние купроксата на активность ферментов в сыворотке крови рыб (экспериментальные исследования) 97

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 116

ВВЫВОДЫ 122

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 124

Введение к работе

Актуальность проблемы. В настоящее время прибрежные морские экосистемы в наибольшей степени подвержены антропогенному прессингу в результате сброса сточных вод промышленных, сельскохозяйственных и коммунальных предприятий. Эта ситуация характерна и для Черноморского региона. Ежегодно сбросы сточных вод на территории Украины составляют около 7000 млрд. м , большая часть их которых попадает в Черное море. При этом только 60% являются нормативно очищенными (2-й огляд результативності..., 2008). Как следствие в шельфовой зоне концентрируется множество различных загрязнителей (тяжелые металлы, нефтепродукты, фенолы, пестициды и другие органические соединения). Это приводит к изменению гидрохимического режима, нарушению эволюционно сложившихся связей между различными компонентами сообщества, развитию процессов эвтрофирования, изменению и уменьшению видового разнообразия ихтиофауны, смене доминирующих видов в сторону малоценных (Овен и др., 2001, Руднева и др., 2005). Учитывая тот факт, что на берегах морей и океанов проживает более 2 млрд. населения планеты (Galloway, 2006), особую актуальность представляет анализ состояния морских акваторий, вовлеченных в хозяйственную деятельность.

Качество морской среды определяется наличием различных загрязнителей в воде, в донных отложениях, в гидробионтах. Химические методы измерения количества ксенобиотиков позволяют установить только их соответствие существующим нормативам, однако реальный биологический эффект не учитывается. В связи с этим возникает потребность в разработке достоверных методов и критериев токсикологического контроля (Моисеенко, 2005, Руднева, 2007).

Известно, что рыбы как верхнее трофическое звено водной экосистемы
являются индикаторами загрязнения, по изменению их физиолого-
биохимического состояния можно оценить и прогнозировать последствия
наличия токсических веществ в воде (Моисеенко, 2005, Руднева, 2007).
Существование строгой зависимости между уровнем метаболизма и
ферментативной активностью позволяет охарактеризовать статус рыб с
помощью молекулярных индикаторов (Shulman et al., 1999). В этом
отношении наряду с антиоксидантными ферментами наиболее
информативными являются аминотрансферазы (аланин- и

аспартатаминотрансфераза), щелочная фосфатаза и альдолаза, активность которых характеризует состояние печени, ее биосинтетическую и детоксикационную функции (Oluah, 1999).

В связи с этим поиск и применение биохимических индикаторов для экотоксикологической характеристики водных объектов является перспективным направлением, позволяющим получить адекватную информацию о состоянии среды по откликам биоты. Одновременно при оценке степени тяжести и прогнозировании негативного воздействия на

организм необходимо учитывать влияние различных биотических и абиотических факторов для более детального понимания механизмов ответных реакций рыб на действие загрязнителей, а также для корректного применения их в мониторинговых программах.

Цель и задачи исследований. Цель настоящей работы состояла в изучении влияния природных и антропогенных факторов на активность ферментов аминотрансфераз (АлАТ и АсАТ), альдолазы и щелочной фосфатазы в сыворотке крови морского ерша Scorpaena porcus L, обитающего в прибрежных акваториях г. Севастополя и перспективного в качестве биомонитора морской среды.

В соответствие с целью исследования были поставлены следующие задачи:

  1. Установить возрастные и половые особенности активности ферментов в сыворотке крови морского ерша.

  2. Изучить сезонные изменения активности сывороточных ферментов.

  3. Исследовать электрофоретический спектр АсАТ в сыворотке крови рыб, обитающих в прибрежной зоне г. Севастополя.

  4. Провести сравнительный анализ ферментов в сыворотке крови морского ерша, обитающего в бухтах с различной антропогенной нагрузкой.

  5. Определить зависимость между активностью сывороточных ферментов и содержанием токсичных элементов в мышцах рыб.

  6. В экспериментальных условиях установить токсические эффекты медьсодержащего пестицида купроксата на морского ерша.

  7. Выявить наиболее информативные ферменты - биоиндикаторы физиолого-биохимического состояния рыб и среды их обитания с целью использования в мониторинговых программах.

Связь с научными программами, планами, темами. Исследования проводили в рамках договора № 115 от 01.11.2005 г. о научном сотрудничестве ГП «Севастопольский научно-производственный центр стандартизации, метрологии и сертификации» и ИнБЮМ НАНУ, а также работы отдела ихтиологии ИнБЮМ НАНУ по госбюджетной темам НАН Украины «Структурно-функциональные основы биоразнообразия морских сообществ» (№ государственной регистрации 0199U001388) (2002 г.), «Исследование факторов поддержания устойчивости морских экосистем» (№ государственной регистрации 0103U001048) (2003 - 2005 гг.).

Научная новизна полученных результатов. Впервые проведена комплексная оценка влияния физиологических, природных и антропогенных факторов на активность ферментов аминотрансфераз (АлАТ и АсАТ), альдолазы и щелочной фосфатазы в сыворотке крови морского ерша, обитающего в прибрежной зоне г. Севастополя. Установлены сезонные, возрастные и половые различия активности данных энзимов. Изучен электрофоретический спектр АсАТ в сыворотке крови морского ерша и проведено его сопоставление с активностью. В природных условиях проанализировано влияние комплексного загрязнения акваторий и отдельных

загрязнителей (токсичных элементов) на исследуемые параметры. Показано их модифицирующее действие на половые, возрастные и сезонные особенности активности энзимов. Выявлена зависимость между уровнем накопления токсичных элементов в мышечной ткани морского ерша и ответными реакциями сывороточных ферментов. В экспериментальных условиях исследовано влияние медьсодержащего пестицида купроксата на данные показатели. Обнаружено наличие четкой ответной реакции активности сывороточных ферментов рыб на увеличение уровня меди в среде. Полученные результаты имеют теоретическое значение, так как вносят вклад в понимание механизмов адаптации водных организмов, а также в физиологию, биохимию, экологию и экотоксикологию рыб.

Практическое значение. Результаты работы представляют интерес для разработки мониторинговых программ, в частности для биотестирования и биоиндикации водных объектов с помощью биохимических индикаторов рыб. В настоящее время такой подход широко применяется в странах Европы, что позволяет гармонизировать отечественные разработки со стандартами и директивами Европейского Сообщества.

Критерии анализа состояния рыб, основанные на измерении активности сывороточных ферментов, дают возможность получить адекватную информацию о здоровье популяций гидробионтов в условиях хронического загрязнения морских акваторий и оценить степень риска, прогнозировать и корректировать хозяйственную деятельность, обосновать критерии загрязнения водоемов, разрабатывать мероприятия по их оздоровлению, осуществлять промысловый прогноз.

Личный вклад соискателя. Диссертационная работа является самостоятельным научным исследованием. Автором была разработана методология исследования, проведены лабораторные эксперименты, выполнен анализ, обобщение и статистическая обработка полученных результатов, а также сопоставление их с литературными источниками.

Апробация результатов диссертации. Основные положения диссертации доложены и обсуждены на Всеукраинской конференции молодых ученых «Актуальные вопросы современного естествознания» (Симферополь, 2003г.), на 2-м съезде токсикологов России (Москва, 2003), на международной конференции «30th Pacem in Maribus» (Киев, 2003), на 6-м Международном симпозиуме «Биологические механизмы старения» (Харьков, 2004), на международной конференции молодых ученых «Комплексные исследования биологических ресурсов южных морей и рек» (Астрахань, 2004 г.), на международной конференции «Современные проблемы физиологии и биохимии водных организмов» (Петрозаводск, 2004), на научно-практической конференции «Экологические проблемы Азово-Черноморского бассейна: вклад Крыма и прилегающих регионов в их решение» (Керчь, 2004), на научной конференции «Заповедники Крыма» (Симферополь, 2005), на конференции молодых ученых по проблемам Черного и Азовского морей «Понт Эвксинский» ГУ, V (Севастополь, 2005),

на научно-практической конференции «Актуальные вопросы оценки соответствия в условиях интеграции систем управления качеством и безопасностью пищевых продуктов» (Севастополь, 2005), на Всероссийской конференции с участием специалистов из стран Ближнего и Дальнего зарубежья «Современные проблемы водной токсикологии» (Борок, 2005), на II международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых, посвященной имени И. И. Мечникова «Биоразнообразие. Экология. Эволюция. Адаптация» (Одесса, 2005г.), на международной научно-практической конференции «Проблемы иммунологии, патологии и охраны здоровья рыб и других гидробионтов - 2» (Борок, 2007), на международной конференции «Современные проблемы морской инженерной экологии (изыскания, ОВОС, социально-экономические аспекты)» (Ростов-на-Дону, 2008); на международной конференции «Современные проблемы гидробиологии. Перспективы, пути и методы решения» (Херсон, 2008), на Всероссийской конференции по водной токсикологии, посвященной памяти Б. А. Флерова «Антропогенное влияние на водные организмы и экосистемы», на конференции по гидробиологии «Критерии оценки качества вод и методы нормирования антропогенной нагрузки», на школе-семинаре «Современные методы исследования и оценки качества вод, состояния водных организмов и экосистем в условиях антропогенной нагрузки» (Борок, 2008).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 21 научная работа, в том числе 13 статей, из них 2 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК России, и 8 тезисов; 16 работ написано без соавторов.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 150 страницах, состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов, результатов исследований и их обсуждения, заключения, выводов и списка литературы, включающего 235 источников. Текст иллюстрирован 31 таблицей, 22 рисунками.

В разделе 1 подробно освещены вопросы о роли ферментов, в том числе сывороточных (аминотрансфераз, альдолазы, щелочной фосфатазы), для оценки физио лого-биохимического статуса рыб. Приведены литературные данные о влиянии физиологических (пол, возраст особей, стадия годового цикла) и экологических (природных и антропогенных) факторов на ферментативную активность. Показаны примеры воздействия различных токсикантов, в том числе тяжелых металлов, на исследуемые параметры. Отдельно рассмотрено влияние меди на организм рыб, в частности на его ферментативные системы. Обсуждаются нерешенные проблемы и перспективы развития данного направления.

Ферменты как индикаторы физиологического состояния рыб

В настоящее время в результате усиления антропогенного воздействия на морские акватории и связанного с ним загрязнения вод токсикантами различного происхождения появилась необходимость детального анализа физиолого-биохимического статуса рыб, являющихся верхним звеном трофических цепей водных экосистем. С этой целью используют показатели различного биологического уровня (биохимические, физиологические, морфологические) [53, 84, 86, 90, 116]. Особое внимание уделяется оценке процессов, лежащих в основе жизнедеятельности организма [53]. Ферментативная активность позволяет охарактеризовать физиолого-биохимическое состояние рыб, так как существует строгая зависимость между активностью ферментов и уровнем метаболизма [111, 220]. При этом многие биохимические индикаторы имеют диагностическое значение не только для организма, но также и для среды его обитания. В этом отношении наиболее информативным является активность ферментов антиоксидантной системы, монооксигеназ и аминотрансфераз [116, 175, 226,227,235].

Энзиматические системы обладают значительной чувствительностью к действию различных экологических факторов, включая антропогенные. В связи с этим при оценке физиолого-биохимического статуса рыб необходимо рассматривать все возможные воздействия на организм, а также учитывать видовые особенности, возраст, пол особей и периоды их годового цикла.

Как известно, на протяжении онтогенеза организма происходят закономерные изменения обмена веществ и, следовательно, варьирование ферментативной активности [220]. Показано, что на ранних стадиях эмбриогенеза рыб активируется пероксидазная реакция. По окончании эмбриогенеза и на стадии личинки у бычка-кругляка {Neogobhis melanostomus) наблюдали увеличение активности липоксигеназы, супероксиддисмутазы (СОД), каталазы, глутатионредуктазы (ГР) и пероксидазы. Однако с возрастом отмечено снижение активности антиоксидантных ферментов в крови рыб [7, 85]. Аналогичная тенденция характерна для активности щелочной фосфатазы чешуи [43, 220] и протеаз [46].

Одной из причин изменения активности ферментов в течение онтогенеза рыб может служить различное проявление аллелей генов: от ранней экспрессии (на стадиях бластулы - гаструлы) до более поздней (этапы рассасывания желтка), от асинхронного до синхронного [1, 2, 32, 33, 98, 108, 215]. Например, обнаруженная слабая активность аспартатаминотрансфераза (АсАТ) у зародышей леща {Abramis brama L.), плотвы {Rutilus rutilus L.), синца {Abramis ballerus L.) и их гибридов на самых ранних стадиях развития, а также последующее ступенчатое нарастание на более поздних, вероятно, связано с постепенной заменой оогенетической АсАТ на зародышевые изоферменты [1].

Сведения о влиянии пола особей на ферментативную активность крайне ограничены. Однако в последнее время этому вопросу стало уделяться повышенное внимание в связи с наличием в среде «гормональных деструкторов» - веществ, по химической структуре имеющих сходство с истинными гормонами. Попадая в организм рыб, они способны нарушить нормальные процессы обмена веществ и репродукции, приводя к появлению нежизнеспособного потомства и инверсии пола [86, 151, 153, 218]. В ряде работ последних лет появились данные об изменении активности ферментов в зависимости от пола. Выявлено, что активность липоксигеназы достоверно увеличена в семенниках акулы по сравнению с показателями яичников, но не различается в гонадах костистых рыб — ставриды {Trachurus mediterraneus ponticus), смариды {Spicara smarts) и морского ерша {Scorpaena porcus L.). Активность СОД и пероксидазы выше в гонадах самцов, чем у самок, тогда как активность каталазы и ГР имеет противоположную тенденцию [73, 91]. Установлено, что активность каталазы в печени, селезенке и гонадах самок морского ерша выше, чем у самцов. Однако для морского налима подобной тенденции не отмечено. Значения активности каталазы в тканях самок и самцов не имели достоверных отличий [101].

Репродуктивный период, как наиболее важный этап жизнедеятельности рыб, является тем "биологическим стержнем", вокруг которого происходит ритмический процесс, именно он определяет особенности биологии и физиологии вида [114]. Каждый этап годового цикла рыб формируется на основе глубоких физиологических сдвигов в их организме, затрагивающих нервную и эндокринную системы, различные стороны обмена веществ и, соответственно, ферментативные реакции [5, 111, 220]. Показано изменение активности дегидрогеназ в печени и мышцах некоторых черноморских рыб (морского ерша, барабули Mullus barbatus, смариды, ставриды) в течение года. Пик активности сукцинатдегидрогеназы (СДГ) и лактатдегидрогеназы (ЛДГ) в тканях исследованных видов приходится на нерестовый период, характеризующийся значительными энергетическими тратами и активизацией окислительных процессов. После завершения нереста, когда происходит накопление жировых запасов перед зимовкой, отмечена индукция глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы (Г6ФДГ), являющейся основным поставщиком восстановительных эквивалентов для биосинтеза липидов [5, 114].

С другой стороны, большинство показателей метаболизма у животных, в том числе рыб, характеризуется значительной сезонной изменчивостью, которая обусловлена колебаниями температурного и водно-солевого режимов водоемов, освещенности, обеспеченности пищей в течение года. Необходимо отметить, что именно сезонность оказала основное влияние на формирование годовых циклов рыб, которые можно рассматривать как одно из приспособлений, обеспечивающих устойчивость их жизнедеятельности в постоянно меняющихся условиях окружающей среды [113, 220].

Электрофоретический анализ

В токсикологических эксперементах в качестве токсиканта использовали пестицид купроксат.

Купроксат представляет собой контактный фунгицид, действующим веществом которого является трехосновный сульфат меди.

CuS04-3Cu(OH)2l/2H20 Содержание сульфата меди и Си в препарате составляет 345 ± 17 г/л и ± 9,5 г/л соответственно. Химические и физические характеристики пестицида соответствуют требованиям ФАО. Его действие направлено на предотвращение прорастания спор грибов. Ионы меди (Си2+) воспринимаются спорой в начале развития, аккумулируются в ней и при достижении достаточной концентрации приводят к гибели клетки споры. Купроксат разрешен к применению на территории Украины [19] и применяется для обработки сельскохозяйственных культур, в том числе картофеля, томатов, винограда. Согласно директиве ЕС 2001/58/ЕС данный препарат считается нетоксичным для пчел и малотоксичным для теплокровных.

Схема токсикологического эксперимента представлена на рис. 2,2.

Для исследований использовали особей морского ерша в возрасте 3-4 лет, находящихся на VI-II стадии зрелости гонад. Рыб помещали в аэрируемые аквариумы из расчета 1 особь на 5 л профильтрованной морской воды. Предварительно их акклимировали к этим условиям в течение суток.

Эксперимент проводили в 2 этапа. На первом этапе в аквариумы вносили купроксат в концентрациях 0,001, 0,01 и 0,1 мг/л в пересчете на Си, что соответствует 1, 10 и 100 ПДК меди в морской воде. Контролем служили особи, содержащиеся в воде без добавления токсиканта. Экспозиция составила 3 суток.

На втором этапе рыб после содержания в среде с купроксатом пересаживали в аквариумы с чистой водой, где они находились в течение последующих 3-х суток. В каждом варианте исследовали по 5- 9 особей.

У рыб каждой группы определяли активность аминотрансфераз, альдолазы, щелочной фосфатазы в сыворотке крови и содержание меди в мышцах.

Статистическую обработку данных проводили по Лакину [44]. Вычисляли среднее арифметическое (М), стандартное отклонение (о), ошибку среднего арифметического (т). Сравнительный анализ данных осуществляли с использованием t-критерия Стьюдента. Различия между сравниваемыми рядами считали достоверными и статистически значимыми прир 0,05.

С целью выявления зависимости между исследуемыми параметрами рассчитывали коэффициент корреляции (г) с помощью стандартной программы "EXCEL". При этом считали, что при коэффициентах корреляций 0 г 0,3 имеет место слабая связь, 0,3 г 0,5 - умеренная, 0,5 г 0,7 -значительная, 0,7 г 0,9 - сильная [44].

При оценке физиологического статуса рыб при помощи биомаркеров, в качестве которых выступает активность ферментов, помимо влияния разнообразных факторов необходимо учитывать и существование определенных генетических различий у особей.

Известно, что локус GOT-1 или Aat-І, кодирующий структуру цитоплазматической формы АсАТ, полиморфен и представлен тремя разными аллелями (Aat-sl (slow); Aat -f (fast); Aat-med (media)), которые ответственны за структуру субформ AAT -si, AAT- f, AAT- med [97], отличающихся своей каталитической активностью и оптимумом рН [104, 215]. В то же время ксенобиотики, попадая в организм, могут образовывать комплексы с белками, тем самым изменяя их физико-химические свойства, способствуя формированию коньюгатов и агрегатов биомолекул, что может приводить к изменению их электрофоретических спектров [58].

В связи с этим одной из задач исследования явилось изучение электрофоретического спектра АсАТ сыворотки крови морского ерша, обитающего в прибрежной зоне г. Севастополя, а также оценка статуса особей, обитающих в бухтах с различным уровнем антропогенной нагрузкой (б. Карантинной и б. Мартынова).

Результаты показали, что сывороточная АсАТ морского ерша, отловленного в районах исследования, является гетерогенной и представлена тремя электрофоретическими типами (рис. 3.1):

Возрастные особенности активности ферментов в сыворотке крови морского ерша

Изменения активности щелочной фосфатазы в течение года представлены на рис. 3.15. Наименьшее значение активности фермента выявлено зимой (1,23±0,17 мкмоль/час-мл). Весной она резко возрастала (р 0,05), достигая в этот период максимального значения (3,45 ± 0,32 мкмоль/час-мл). Летом отмечен небольшой спад активности, хотя она продолжала оставаться на достаточно высоком уровне по сравнению с зимним периодом (р 0,05). Осенью наблюдалось значительное снижение этого показателя. В данном случае корреляционная связь между активностью щелочной фосфатазы и температурой воды умеренная (г=-0,42).

Таким образом, результаты исследований позволили установить определенную динамику активности ферментов в сыворотке крови морского ерша в различные сезоны. Очевидно, выявленные различия связаны с существованием определенных физиологических ритмов в течение года. При этом ключевая роль отводится репродуктивному процессу как наиболее значимому этапу в годовом цикле, определяющему направленность основных метаболических потоков. Следует отметить, что морской ерш относится к группе летне-нерестящихся черноморских рыб и стадии его годового цикла совпадают с сезонами года [92].

Увеличение активности АсАТ отмечено во время нерестового периода морского ерша (летом) на фоне усиления общего метаболизма. Данный вид относится к рыбам с непрерывным типом созревания ооцитов и многопорционным икрометанием, поэтому в течение всего летнего сезона наблюдается генеративный рост, хотя массовый нерест приходится на июль [56]. При этом происходит перераспределение энергетического и пластического материала, что требует значительных дополнительных ресурсов [111, 220]. Аналогично АсАТ активность остальных анализируемых ферментов (АлАТ, альдолазы, щелочной фосфатазы) находится на достаточно высоком уровне летом. Значение коэффициента де Ритиса также максимально в данный период, что свидетельствует об интенсификации процессов кровообращения во время нереста [220]. В осенний период выявлено снижение активности всех исследуемых показателей. В середине сентября завершается нерест морского ерша [56], происходит прекращение генеративных процессов, а также наблюдается стабилизация роста, уменьшение интенсивности питания, что приводит к снижению уровня общего обмена [112, 220].

Зимой, в связи с падением температуры воды, метаболизм у рыб понижен, питание прекращено полностью или в значительной мере сокращено, рыбы малоактивны, энергозатраты минимальны, окислительные процессы замедлены [113, 220]. В данный период наблюдается значительное уменьшение активности сывороточных ферментов. Исключение составляет АлАТ, наибольшее значение активности, которой зафиксировано зимой. Известно, что печень является основным депонирующим органом морского ерша, хотя составляет 2,5% от массы тела. В ней содержится более 50% всех резервных углеводов и липидов тела, которые в основном используются при голодании, значительных энергетических тратах зимой [220]. Повышение активности АлАТ в сыворотке, вероятно, связано с увеличением функциональной нагрузки на печень в этот период. Подтверждением служит снижение коэффициента де Ритиса в зимнее время.

Возрастание активности щелочной фосфатазы и альдолазы весной в преднерестовый период морского ерша может быть обусловлено активизацией процессов гаметогенеза, соматического роста, повышением мышечной активности [114]. На основании полученных результатов можно сделать вывод, что активность исследуемых ферментов (аминотрансфераз, альдолазы и щелочной фосфатазы) в сыворотке крови рыб подвержена сезонным изменениям, обусловленным физиологическим состоянием особей, особенностями водно-солевого режима, потреблением кислорода, кормовой базой, колебаниями температуры воды в течение года. При этом именно температура окружающей среды оказывает непосредственное влияние на активность ферментов, активируя или подавляя обмен веществ у рыб. Наиболее чувствительной к температурным колебаниям воды является АсАТ, в меньшей степени альдолаза и щелочная фосфатаза. Однако в настоящее время типичные природные эволюционно сформированные циклы существенно модифицируются под действием хозяйственной деятельности человека, что приводит к крайне негативным последствиям для водных экосистем в целом и для биоты в частности. Так, поступление значительного количества биогенов в акватории со стоками рек и прибрежных территорий стимулирует развитие эвтрофирования вод, пагубное для гидробионтов. Этот процесс особенно выражен в теплое время года, что часто является катастрофическим для водоемов [53, 87, 211]. В этот же период усиливается рекреационная нагрузка на прибрежные территории и акватории, что приводит к их несоответствию санитарно-гигиеническим нормам и делает невозможным использование ресурсов [54,150]. Все это не могло не оказать влияния на физиолого-биохимический статус рыб, и, прежде всего, на молекулярные параметры организма.

Похожие диссертации на Влияние природных и антропогенных факторов на активность ферментов сыворотки крови черноморских рыб : на примере морского ерша