CC BY
23
2016, том 18 [10]
3-
УДК 639.371.2:639.3.053.4:577.1
ОСОБЕННОСТИ СВОБОДНОРАДИКАЛЬНОГО ОКИСЛЕНИЯ У МОЛОДИ ОСЕТРА
ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ПЛОТНОСТЯХ ВЫРАЩИВАНИЯ
Н.А. Абросимова, К.С. Абросимова, Е.Б. Абросимова
ФГБУ ВО «Донской государственный технический университет» Министерства образования и науки Российской Федерации
Аннотация. Изучено влияние трех плотностей посадок на физиологическое состояние молоди русского осетра по показателям направленности липидного обмена и перекисного окисления липидов. Установлено, что с повышением плотности от 10 до 20 тыс. рыб на бассейн ИЦА-2 (S = 4 м2) у молоди повышаются затраты энергии, причем в обмен включаются фосфолипиды, но при этом усиливается синтез триацилглицеридов. Нарушается баланс между холестерином и фосфолипидами (коэффициент Дьердии), что может привести к снижению прочности мембран. Одновременно активируются процессы перекисного окисления липидов: последовательно повышается уровень гидроперекисей и снижается активность антиоксидантов (СОД и а-токоферола).
Ключевые слова: осетр, молодь, плотность посадки, липидный обмен, перекисное окисление липидов.
Современное искусственное воспроизводство осетровых рыб ввиду острого дефицита «диких» производителей базируется в основном на ремонтно-маточных стадах, сформированных на рыбоводных заводах. Интенсифи-кационные мероприятия, вне зависимости от метода выращивания молоди, предусматривают рациональное кормление комбикормами, водоподготовку, оптимальное водоснабжение, что дает возможность уплотнения численности рыб в рыбоводных емкостях.
Величина плотности посадки рыб — один из противоречивых вопросов в рыбоводстве, так как с одной стороны определяет затраты на выращивание, с другой — здоровье молоди. Последнее имеет особое значение для пастбищной и товарной аквакультуры, так как дальнейшие рост и выращивание рыб проходит в новых условиях, отличающихся
от начальных, как правило, гидрохимическими, гидробиологическими и трофическими условиями. В связи с этим становится необходимым поддержание и сохранение здоровья молоди, что обеспечит ее адаптацию к изменившимся условиям жизни.
Выращивание молоди рыб в заводских условиях характеризуется наличием различных экзо- и эндогенных стресс-факторов, к которым относятся загрязнение воды, нарушение технологий, несбалансированность диеты и диеты с высоким содержанием проокси-дантов, высокие плотности посадки и высокие температуры, нарушение обмена веществ, воспаление, стресс, повышенный гормональный фон [1, табл. 1]. Эти стресс-факторы негативно влияют на метаболические процессы организма и приводят к различным заболеваниям [2—4].
—--—
Издание зарегистрировано в Федеральной службе по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор). Свидетельство о регистрации СМИ ПИ ЭЛ № ФС77-50518 Журнал представлен в НАУЧНОЙ ЭЛЕКТРОННОЙ БИБЛИОТЕКЕ (НЭБ) — головном исполнителе проекта по созданию Российского индекса научного цитирования (РИНЦ)
Since 1999 e-ISSN 2226-7417
On line scientific @ educational Bulletin "Health and Education Millennium", 2016. Vol. 18. No 10
—--—
Плотность посадки — одно из важнейших элементов технологии выращивания рыб в интенсивной аквакультуре. От нее зависят многие биологические и хозяйственные показатели: темп роста рыб, кормовые затраты на единицу прироста, рациональное использование рыбоводных емкостей, окупаемость выростных цехов. Определению оптимальной плотности посадки молоди рыб при искусственном воспроизводстве посвящены работы многих исследователей. Одним из существенных факторов, негативно влияющих на рост и развитие рыб, являются выделяемые в большом количестве собственные метаболиты. Причем отрицательное действие метаболитов резко возрастает с повышением плотности посадки. Установлено, что с увеличением плотности рыб в рыбоводных емкостях изменяется направленность обмена веществ, что приводит к снижению активности биоэнергетических и биосинтетических процессов [2; 5]. Причем эти изменения, в первую очередь, касаются метаболизма липидов, что, безусловно, связано с нарушениями свободнорадикальных процессов в организме рыб и связанными с ними процессами перекисного окисления ли-пидов [1; 6]. Процессы перекисного окисления липидов — это постоянно протекающий естественный процесс, регулируемый антиок-сидантной системой, в состав которой входят различные антиоксиданты, в том числе антиокислительный фермент — супероксиддис-мутаза, а-токоферол [7; 8].
Цель наших исследований — определение влияния плотности посадки на процессы перекисного окисления липидов ранней молоди русского осетра при интенсивном бассейновом выращивании.
Исследования проводили в условиях научно-производственного эксперимента. Это позволило наиболее реально оценить изменения в организме рыб при интенсивном выращивании в бассейнах, где экстремальные факторы действуют комплексно. Реакцию молоди русского осетра изучали по завершении выращивания через 30 суток при начальной плотности посадки личинок — 10, 15 и 20 тыс. шт. на бассейн ИЦА-2 (Б = 4 м2).
Влияние плотности посадки на физиологическое состояние молоди оценивали по показателям перекисного окисления липидов (ПОЛ): направленности липидного обмена по соотношению фосфолипидов к триацил-глицеринам, коэффициенту Дьёрдии — соотношение холестерина к фосфолипидам, фос-фатидилэтаноламинов к фосфатидилхолинам; уровню гидроперекисей — малонового диаль-дегида, диеновых конъюгатов, оснований Шиффа, а также антиоксидантов — суперок-сиддисмутазы (СОД) и а-токоферола.
Триацилглицерины (ТАГ) определяли по цветной реакции с хромотроповой кислотой, липоидный фосфор (ФЛ) — по Исао с соавторами, холестерин (ХС) — по методу Либермана-Бурхарда в модификации С. Илька (в прописи Абросимова и др. [9]). Данные по содержанию фосфатидилэтаноламинов и фосфатидилхолинов были любезно предоставлены канд. биол. наук С. С. Абросимовым.
Содержание диеновых конъюгатов (ДК) оценивали по характерному для них ультрафиолетовому спектру поглощения раствора липидов, малонового диальдегида (МДА) — по Коробейниковой [10], основания Шиффа (ОШ) — по спектрам флуоресценции растворов липидов в хлороформе. Определение активности СОД проводили гидроксиламино-вым методом [11], а-токоферола — флуоро-метрическим методом [12].
По завершении выращивания, когда средняя масса молоди достигла 2,5 г, что соответствует стандарту выпускаемой молоди, в зависимости от плотности посадки рыб были отмечены различия в направленности липид-ного обмена. Так, с повышением концентрации в бассейнах у молоди осетра последовательно снижалось соотношение мембранных и структурных липидов (ФЛ/ТАГ-коэффици-ент) от 0,51 до 0,25, т.е. на 16 и 51% соответственно по сравнению с минимальной плотностью. Коэффициент Дьердии (ХС/ФЛ) наоборот увеличился от 0,30 до 0,57, что превышало у рыб при минимальной посадке на 17% и в 1,9 раза соответственно. Однако величина ФХ/ФЭА-коэффициента изменялась незначительно в пределах 1,9—2,2 ед. (рис. 1).
—--—
,—> 2 ~—'
Издание зарегистрировано в Федеральной службе по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор). Свидетельство о регистрации СМИ ПИ ЭЛ № ФС77-50518 Журнал представлен в НАУЧНОЙ ЭЛЕКТРОННОЙ БИБЛИОТЕКЕ (НЭБ) — головном исполнителе проекта по созданию Российского индекса научного цитирования (РИНЦ)
% к минимальной плотности
Рис. 1. Показатели липидного обмена в мышцах русского осетра в зависимости от плотности в бассейне
% к минимальной плотности 140
Рис. 2. Уровень гидроперекисей и антиоксидантов в мышцах русского осетра в зависимости от плотности в бассейне, % к минимальной плотности: МДА — малоновый диальдегид, ДК — диеновые конъюгаты, ОШ — основания Шиффа
Выявленные изменения в липидном обмене свидетельствуют о повышенных энергетических тратах, при которых в обмен вовлекаются мембранные липиды — фосфолипиды, а недостаток энергетических запасов для синтеза ФЛ компенсируется усилением синтеза ТАГ [13—15]. Увеличение коэффициента Дьер-дии может свидетельствовать о возможном снижении прочности клеточной мембраны при повышенных плотностях выращивания.
В то же время незначительные различия величины ФЭА/ФХ-коэффициента при различных плотностях молоди свидетельствует о достаточной стабильности синергического взаимодействия между данными фосфолипи-дами и антиоксидантами [15; 16].
Вместе с изменениями липидного метаболизма в зависимости от плотности рыб в бассейне у молоди изменяется направленность ПОЛ и, соответственно, состояние ан-тиоксидантной защиты (рис. 2).
Издание зарегистрировано в Федеральной службе по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор). Свидетельство о регистрации СМИ ПИ ЭЛ № ФС77-50518 Журнал представлен в НАУЧНОЙ ЭЛЕКТРОННОЙ БИБЛИОТЕКЕ (НЭБ) — головном исполнителе проекта по созданию Российского индекса научного цитирования (РИНЦ)
Since 1999 e-ISSN 2226-7417
On line scientific @ educational Bulletin "Health and Education Millennium", 2016. Vol. 18. No 10
—--—
Как показано на рис. 2, с повышением плотности выращивания у молоди повышается активность ПОЛ, что выражается в повышении уровня гидроперекисей и снижении антиоксидантов. Так, с увеличением рыб в бассейне с 10 до 15 и 20 тыс. экземпляров МДА увеличивается на 10 и 24%, ДК — на 15 и 22%, ОШ — на 7 и 10%. При этом снижается содержание естественных антиоксидан-тов: СОД — на 13 и 32%, а-токоферола — на 8 и 33%.
На основании полученных данных для выращивания жизнестойкой молоди осетровых рыб в пределах исследуемых плотностей целесообразно применять начальную плотность посадки, равную 10 тыс. экземпляров на бассейн ИЦА-2. При таких плотностях в большей степени обеспечивается динамическое равновесие свободнорадикального окисления в организме за счет стабильности липидного обмена и лучшей антиоксидант-ной защиты, что гарантирует устойчивость рыб к различным стрессам.
ЛИТЕРАТУРА
1. Абросимов С.С. Стресс-факторы и их влияние на физиолого-биохимический статус молоди осетровых // Научный журнал. Тр. КГАУ. 2008а. Вып. 3(12). С. 93—98.
2. Влияние плотности посадки на метаболические процессы в организме карпов-годовиков /
B.Д. Романенко, О.М. Арсан, В.Д. Соломатина, Н.Н. Покотилова // Рыбное хозяйство. 1975. № 21.
C. 13—15.
3. Абросимов С.С. Физиолого-биохимиче-ский статус молоди русского осетра в зависимости от плотности посадки // Известия Высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Естественные науки. 2008б. № 6. С. 57—60.
4. Бурлаченко И.В. Актуальные вопросы безопасности комбикормов в аквакультуре рыб. М.: Изд-во ВНИРО, 2008.
5. Ардашев А. А., Гавренков Ю.И. Влияние плотности посадки кижуча (Опсогкупекш kisutch ^а1Ьаиш)) на содержание гормонов стресса
и выживаемость потомства // Экология. 2002. № 2. С. 142—143.
6. Абросимова Е.Б., Абросимова К.С. Значение питания в лечении и профилактике заболеваний, вызванных нарушением технологий и стрессами // Сб. научных тр. «Наука, техника и высшее образование: проблемы и тенденции развития» / Под ред. В.П. Мозолина, А. Л. Голу-бенко. Ростов-на-Дону: Изд-во РСЭИ, 2008. С. 147—150.
7. Свободнорадикальное окисление липидов в биологических мембранах / Ю.П. Козлов,
B.С. Данилов, В.Е. Каган, М.В. Ситковский. Изд-во Московского ун-та, 1972.
8. Владимиров Ю.А., Арчаков А.И. Пере-кисное окисление липидов в биологических мембранах. М.: Наука, 1972.
9. Абросимова Н.А., Абросимов С.С., Саен-ко Е.М. Кормовое сырье и добавки для объектов аквакультуры. Ростов-на-Дону: Медиа-Полис, 2006.
10. Коробейникова Э.Н. Модификация определения перекисного окисления липидов в реакции с тиобарбитуровой кислотой // Лабораторное дело. 1989. № 7. С. 8—10.
11. Yasuhira Kono. Generation of Superoxid radical during Antioxidation of Hydroxylamine and assay for SOD // Biochemistry and Biophys. 1983. Vol. 186. N 6. P. 119—195.
12. Taylor S.L., Lamden M.P., Tappel A.L. Sensitive Fluoremtric Metod for Tissue Tocopherol ana-lys // Lipids. 1980. Vol. 10. N. 6. P. 407—412.
13. Топарская, В.Н. Физиология и патология углеводного липидного и белкового обмена. М.: Медицина, 1970.
14. Саутин Е.Ю. Проблема регуляции адаптационных изменений липогенеза, липолиза и транспорта липидов у рыб // Успехи современной биологии. 1989. Вып. 1. С. 131.
15. Лескова Г.Ф. Роль нарушений липидного обмена в патогенезе гемморагического шока и пути их коррекции // Успехи современной биологии. 2001. Т. 121. № 1. С. 79—90.
16. Роль липидов в процессе передачи информации в клетке / Е.Б. Бурлакова, С.А. Аристар-хова, Л.В. Федорова, НИ. Шелудченко, Л.Н. Шишкина // Биологические науки. 1991. Т. 333. Вып. 9.
C. 21—24.
—--—
— 4 —
Издание зарегистрировано в Федеральной службе по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор). Свидетельство о регистрации СМИ ПИ ЭЛ № ФС77-50518 Журнал представлен в НАУЧНОЙ ЭЛЕКТРОННОЙ БИБЛИОТЕКЕ (НЭБ) — головном исполнителе проекта по созданию Российского индекса научного цитирования (РИНЦ)
SOME SPECIFIC FEATURES
OF FREE-RADICAL OXIDATION IN YOUNG STURGEON AT DIFFERENT STOCKING DENSITIES
N.A. Abrosimova, K.S. Abrosimova, E.B. Abrosimova
Federal State Institution of Higher Education "Don State Technical University " The Ministry of Education and Science, Russia
Annotation. We studied the effect of three different densities on the physiological state of young Russian sturgeon in terms of such indices as lipid metabolism and lipid peroxidation. It is found that when the density gets higher from 10 to 20 thousand ind./fiberglass tank (S = 4 m2), the energy expenditure of juveniles becomes greater, moreover, phospholipids start participating in the metabolism, and at the same time the triacylglycerol synthesis increases. The broken balance between cholesterol and phospholipids (Gyorgyi ratio) may reduce the strength of the membranes. Simultaneously the processes of lipid peroxidation are activating, i.e. hydroperoxide levels increase sequentially and the activity of antioxidants (SOD and a-tocopherol) decreases.
Key words: sturgeon, young, stocking density, lipid metabolism, lipid peroxidation References._
REFERENCES
1. Abrosimov S.S. Stress factors and their influence on the physiological and biochemical status of young sturgeon. Scientific journal. Tr. KGAU, 2008a, vol. 3 (12), pp. 93—98. (in Russian)
2. Romanenko V.D., Arsan O.M., Solomatina V.D., Pokotilova N.N. Effect of stocking density on the metabolic processes in the body of carp yearlings. Fisheries, 1975, no. 21, pp. 13—15. (in Russian)
3. Abrosimov S.S. Physiological and biochemical status of young Russian sturgeon, depending on stocking density. Proceedings of Higher Educational Institutions. North-Caucasian region. Natural Sciences, 2008b, no. 6, pp 57—60. (in Russian)
4. Burlachenko I.V. Topical issues of safety of mixed feeds in aquaculture. Moscow, VNIRO, 2008. (in Russian)
5. Ardashev A.A. Gavrenkov Y.I. Impact of stocking density of coho salmon (Oncorhynchus kisutch (Walbaum)) on the stress hormones and the survival of offspring. Ecology, 2002, no. 2, pp. 142— 143. (in Russian)
6. Abrosimova E.B., Abrosimova K.S. The value of nutrition in the treatment and prevention of diseases caused by a violation of technology and stress. Proceed. "Science, Technology and Higher Education: Problems and Development Trends". Ed. V.P. Mozolin, A.L. Golubenko. Rostov-on-Don, RSEI, 2008, pp. 147—150. (in Russian)
7. Kozlov Yu.P., Danilov V.S., Kagan V.E., Sitkovskiy M.V. Free radical oxidation of lipids in biological membranes. Moscow University Press, 1972. (in Russian)
8. Vladimirov Yu.A., Archakov A.I. Lipid pero-xidation in biological membranes. Moscow, Nauka, 1972. (in Russian)
9. Abrosimova N.A., Abrosimov S.S., Sayen-ko E.M. Feed raw materials and additives for aquaculture species. Rostov-on-Don, Media Polis, 2006. (in Russian)
10. Korobeinikova E.N. Modification of the definition of lipid peroxidation in the reaction with thiobarbituric acid. Laboratornoye delo, 1989, no. 7, pp. 8—10. (in Russian)
11. Yasuhira Kono. Generation of Superoxid radical during Antioxidation of Hydroxylamine and assay for SOD. Biochemistry and Biophys, 1983, vol. 186, no. 6, pp. 119—195.
12. Taylor S.L., Lamden M.P., Tappel A.L. Sensitive Fluoremtric Method for Tissue Tocopherol analysis. Lipids, 1980, vol. 10, no. 6, pp. 407—412.
13. Toparskaya, V.N. Physiology and pathology of carbohydrate protein and lipid metabolism. Moscow, Medicine, 1970. (in Russian)
14. Sautin E.Yu. The problem of regulation of adaptive changes in lipogenesis, lipolysis and transport of lipids in fish. Successes of modern biology, 1989, vol. 1, p. 131. (in Russian)
15. Leskova G.F. The role of lipid metabolism disorders in the pathogenesis of hemorrhagic shock and ways of their correction. Successes of modern biology, 2001, vol. 121, no. 1, pp. 79—90. (in Russian)
16. Burlakova E.B., Aristarkhova S.A., Fedoro-va L.V., Sheludchenko N.I., Shishkina L.N. The role of lipids in transferring information in a cell. Biological Sciences, 1991, vol. 333, iss. 9, pp. 21— 24. (in Russian)
Издание зарегистрировано в Федеральной службе по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор). Свидетельство о регистрации СМИ ПИ ЭЛ № ФС77-50518 Журнал представлен в НАУЧНОЙ ЭЛЕКТРОННОЙ БИБЛИОТЕКЕ (НЭБ) — головном исполнителе проекта по созданию Российского индекса научного цитирования (РИНЦ)
