CC BY
89
УДК 597.554.3:577.17+597.128.4+597-113
РОЛЬ СЕРОТОНИНА И ХОЛЕЦИСТОКИНИНА В РЕГУЛЯЦИИ ТЕРМОИЗБИРАТЕЛЬНОГО И ПИЩЕВОГО ПОВЕДЕНИЯ У РЫБ
Д. В. Гарина, В. В. Кузьмина, А. К. Смирнов, П. В. Меньшакова
Институт биологии внутренних вод им. И. Д. Папанина РАН 152742 пос. Борок, Ярославская обл., Некоузскийр-н, e-mail: [email protected]
Физиологические и биохимические аспекты термоизбирательного поведения рыб остаются плохо изученными до настоящего времени, несмотря на значительную актуальность проблемы. Важная роль в центральной терморегуляции принадлежит системам нейромедиаторов: норэпинефрину, серотонину, дофамину, холецистокинину и некоторым другим. Изменение баланса этих веществ в мозге вызывает каскад биохимических реакций, результатом которых является поведенческий ответ и, как следствие, изменение температуры тела животного. Вместе с тем, ключевые нейромедиаторы, к числу которых принадлежат серотонин и холецистокинин, участвуют в регуляции другой формы поведения рыб, направленной на поддержание энергетического гомеостаза — пищевого поведения. В настоящей статье обобщены сведения, полученные авторским коллективом за 5 последних лет работы, касающиеся роли серо-тонина и холецистокинина в центральной регуляции пищевого и термоизбирательного поведения у пресноводных костистых рыб.
Ключевые слова: рыбы, серотонин, холецистокинин, термоизбирательное и пищевое поведение
ВВЕДЕНИЕ
В естественных условиях среды в водоёмах умеренного климатического пояса рыбам приходится постоянно сталкиваться с резкими перепадами температуры. Термоизбирательное поведение рыб — наиболее быстрый и энергетически выгодный способ избежать повреждающих температур и выбрать наиболее оптимальные для их текущего физиологического состояния (Golovanov et al., 2014). В многолетних исследованиях, проведённых в Институте биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина, группой термоэкологов подробно изучены возрастные и сезонные изменения избираемой температуры у разных видов рыб (Лапкин и др., 1981; Голованов, 1996; Смирнов, 2013; Golovanov et al., 2014 и др.). Однако физиолого-биохимические аспекты термоизбирательного поведения рыб, в частности, роль нейромедиаторных систем мозга изучены до настоящего времени недостаточно.
Как известно, серотонин и холецистокинин являются одними из ключевых нейромедиаторов, участвующих в регуляции поведенческих реакций и физиологических функций у животных, направленных на поддержание их энергетического гомеостаза (Balasko et al., 2013; Dockray, 2009; Donovan, Tecott, 2013; Orchard, 2006; Shiraishi, 1990; Szelényi, 2010; Tecott, 2007 и др.). В частности, установлено, что введение серотонина или его предшественника триптофана в мозг приводит к снижению потребления пищи позвоночными животными, включая рыб (de Pedro et al., 1998; Fletcher, Burton, 1986; Simansky, 1996; Yamada et al., 2006 и др.). С другой стороны, серотонин является одним из звеньев нейрохимического контроля температуры тела животного, а именно участвует в её понижении при гипоксии. Данный процесс имеет большое адаптивное значение для организма животного, поскольку позволяет сократить энерготраты в виде выделяющегося тепла в условиях нехватки кислорода (Bicego et al., 2007; Branco et al., 2006). Однако необходимо отметить, что до настоящего времени все модели термоизбирательных процессов c участием серотонина предложены для теплокровных животных (Bicego et al., 2007), тогда как данные, касающиеся терморегуляции у холоднокровных, носят фрагментарный характер. Известно, что серотонинергическая система мозга рыб чувствительна к термальному стрессу. В частности, повышение температуры акклимации на 5-6°С по сравнению с оптимумом приводит к увеличению содержания метаболита серотонина 5-гидроксииндолуксусной кислоты (de Boeck et al., 1996) и снижению содержания серотонина (Tsai, Wang, 1997). Микроинъекция серотонина в гипоталамус тиляпии приводила к значительному увеличению избираемых рыбами температур (до 7°С) в течение нескольких часов после инъекции (Tsai et al., 2002). Существенным, на наш взгляд, недостатком данных исследований, направленных на выяснение роли серотонина в регуляции избираемых температур, является их краткосрочность, поскольку было показано, что выбор рыбами оптимальных для жизнедеятельности температур за столь короткое время (несколько часов) невозможен (Лапкин и др., 1981).
Также, как и серотонин, холецистокинин является интестинальным гормоном и одновременно регуляторным нейропептидом, обильно представленным в ЦНС животных. Выявлена высокая концентрация ХЦК8 (Beinfeld, Palkovits, 1981) и его рецепторов (Day et al., 1986) в гипоталамусе высших позвоночных животных — главном интегративном центре, выполняющем функции регуляции энергетического и пластического обмена веществ, интенсивности питания и терморегуляции. Установлено, что
увеличение концентрации ХЦК в гипоталамусе приводит к снижению потребления пищи у рыб (Himick, Peter, 1993). Позднее было подтверждено, что в мозгу рыб ХЦК функционирует преимущественно как сигнал сытости (Murashita et al., 2009; Peyon et al., 1999; Rubio et al., 2008; Thavanathan, Volkoff, 2006; Penney, Volkoff, 2014). Относительно роли холецистокинина в центральной терморегуляции у рыб в доступной нам литературе не найдено никаких сведений. В то же время, при изучении влияния ХЦК на терморегуляционное поведение млекопитающих было выявлено два типа эффектов: гипертермия (лихорадка) и гипотермия. У крыс центральные микроинъекции ХЦК, как правило, вызывают увеличение температуры тела, данный эффект может быть ослаблен введением антагонистов центральных рецепторов холецистокинина типа В, но не введением антагониста периферических рецепторов типа А. Напротив, введение антагониста рецепторов типа А значительно снижает гипотер-мический эффект, вызванный периферической инъекцией холецистокинина, но не влияет на гипертермический эффект, вызванный центральной инъекцией пептида. Однако, по мнению авторов, эти различия могут быть обусловлены не только набором рецепторов (Szelényi et al., 2004). Следует отметить, что работ, исследующих влияние серотонина и холецистокинина сразу на две формы поведения рыб, ответственные за поддержание энергетического баланса организма — пищевое и терморегуляционное, в условиях неоднородной по температуре среды ранее не проводилось.
Таким образом, целью настоящей работы, учитывая имеющиеся в литературе сведения, их фрагментарность и полное отсутствие по ряду вопросов, касающихся участия серотонина и холеци-стокинина в регуляции энергетического гомеостаза у рыб, было:
1. установить роль серотонина в регуляции температурного оптимума у рыб в длительных (до 10 сут.) экспериментах;
2. установить роль холецистокинина в регуляции температурного оптимума у рыб в длительных (до 10 сут.) экспериментах;
3. исследовать влияние серотонина и холецистокинина на пищевое и термоизбирательное поведение рыб в условиях температурной неоднородности среды, моделируемой в эксперименте.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Эффекты серотонина и холецистокинина на термоизбирательное и пищевое поведение костистых рыб (в условиях температурной неоднородности среды) были изучены в 9 сериях экспериментов. Для исследования роли серотонина в регуляции термопреферендума рыб использовались два подхода: скармливание рыбам корма, содержащего флуоксетин (антидепрессант из группы ингибиторов обратного захвата серотонина, увеличивающий содержание серотонина в синапсах нейронов головного мозга), и внутримозговое (в область 4-го желудочка) введение серотонина. Исследование влияния флуоксетина на среднесуточную избираемую и окончательную избираемую температуры проводили в двух сериях экспериментов: в июне-июле и августе-сентябре 2010 г. на молоди плотвы (серии 1 и 2). Опыты по влиянию внутримозгового введения серотонина на те же показатели были проведены в феврале 2012 г. (молодь карпа) и в январе-феврале 2013 г. (молодь карася серебряного) (серии 3 и 4). После установления эффектов серотонина на температурный оптимум у рыб было исследовано влияние нейромедиатора на их пищевую активность в термоградиентной среде, когда перед рыбами стояло одновременно две задачи: выбрать оптимальную температуру и съесть необходимое для поддержания энергетического баланса количество корма. С этой целью было проведено два эксперимента: в апреле 2013 г. и в феврале 2014 г. на молоди карпа (серии 5 и 6). Эффекты холеци-стокинина на среднесуточную избираемую и окончательную избираемую температуры были изучены в двух сериях экспериментов: в сентябре 2014 г. и июле 2015 г. на молоди серебряного карася (серии 7 и 8). Исследование влияния холецистокинина на пищевое поведение серебряного карася в термоградиентной среде проводили в августе 2015 г. (серия 9).
Объекты исследования
В экспериментах была использована молодь трёх видов рыб семейства карповых: плотвы Rutilus rutilus (Linnaeus, 1758) (серии 1 и 2), карпа Cyprinus carpio Linnaeus, 1758 (серии 3, 5 и 6) и серебряного карася Carassius auratus (Linnaeus, 1758) (серии 4, 7-9). Молодь плотвы была получена в результате искусственного нереста производителей, молодь карпа и карася — естественным нерестом. В течение летнего периода личинки и мальки подращивались в прудах экспериментальной прудовой базы ИБВВ РАН «Сунога», в сентябре молодь была привезена и акклимирована к лабораторным условиям. До начала экспериментов молодь содержали в непроточных аквариумах объёмом 200 л с принудительной аэрацией. Температура воды 18-20°С, освещение естественное. Рыб кормили один раз в сутки искусственным желированным кормом. Состав корма: белки — 17.3, жиры — 1.7 и углеводы — 0.1% в расчете на сырую массу. На момент начала экспериментов возраст, средняя масса
и средняя длина молоди составляли соответственно: плотва — 11-12 мес., 2.6-3.9 г, 71-75 мм; карп — 8-10 мес., 5.7-10.3 г, 61-90 мм; серебряный карась — 0+ и 1+, 5.3-15.0 г, 54-83 мм.
Методика проведения экспериментов
Подготовка к эксперименту. Перед началом всех экспериментов было сформировано две группы рыб: опытная и контрольная, по 10 (серии 1-4) и 5 (5-9) особей в каждой. Как опытная, так и контрольная группы рыб подвергались предварительной акклимации в течение 7-14 сут. к температуре 18-19°С (в большинстве опытов), что примерно соответствует средней летней температуре воды в Рыбинском водохранилище. Во 2-й серии экспериментов дополнительно исследовали термоизбирательное поведение плотвы после акклимации к повышенной температуре — 28°С. После истечения периода акклимации рыб подвергали процедуре инъекции препаратов (серии 3-9).
В 1-й и 2-й сериях опытов через 5 сут. после начала температурной адаптации опытную группу плотвы начинали кормить кормом, содержащим флуоксетин, и кормили им на протяжении периода адаптации и далее на протяжении всего эксперимента. Искусственный корм, содержащий препарат, давали рыбам один раз в сутки из расчёта 7.5% от массы тела. Доза препарата, полученного с кормом, составляла приблизительно 0.3 мкг/г массы тела в сутки. Контрольная группа получала тот же самый корм, но без добавления препарата.
Инъекция препаратов. Введение препаратов в мозг рыб в область 4-го мозгового желудочка производили под наркозом (трикаина метансульфонат (MS-222), 130 мг/л воды) с помощью шприца Гамильтона по апробированной авторами методике (Гарина, Мехтиев, 2014). Анестезированных рыб опытной группы подвергали процедуре микроинъекции (1 мкл) гидрохлорида серотонина (Sigma Al-drich, USA) в дозе 0.3 мкг/г (серии 3, 5 и 6) и 0.15 мкг/г массы тела (серия 4) или холецистокинина-33 (Sigma Aldrich, USA) в дозах 1 (серия 7) и 6 нг/г массы тела (серии 8 и 9). Контрольной группе рыб вводили то же количество раствора Рингера для холоднокровных животных (рН 7.4). В 4-й серии опытов в качестве контрольной была группа интактных рыб, которая не подвергалась инъекции. Все инъецированные рыбы выжили и полностью восстановили нормальное поведение. Сразу после инъекции препаратов рыб, восстановивших подвижность после наркоза, помещали в отсек термоградиентной установки с температурой, соответствующей температуре акклимации.
Экспериментальная установка. Для исследования среднесуточной и окончательной избираемой температур были использованы одноканальная (серии 1 и 2) и двухканальная (серии 3-9) термоградиентные установки. Исследование пищевой активности рыб под воздействием серотонина и холецисто-кинина в условиях температурной неоднородности среды проводилось в двухканальной установке. Одноканальная установка представляла из себя стеклянный горизонтальный лоток (320 х 23 х 17 см), разделённый неполными перегородками на 12 камер, в каждой из которых у дна размещались два аэратора для устранения вертикальной стратификации (Голованов и др., 2012). Двухканальная установка состояла из двух стеклянных лотков, каждый длиной 580 см, шириной 36 см и высотой 17 см, разделенных неполными перегородками на 11 отсеков. Температурный градиент составлял 15°С: от 15 до 30°С — в одноканальной установке и от 20°С до 35°С — в двухканальной установке. Световой режим устанавливался в соотношении 12:12. Температура измерялась с помощью электронных термометров с подключенными цифровыми термодатчиками, расположенными по центру каждого отсека.
Распределение рыб в температурном градиенте фиксировали в светлое время суток с помощью видеокамеры. В течение дня производили 15 видеонаблюдений распределения рыб в отсеках термоградиентной установки, в опытах по исследованию пищевой активности (серии 5, 6 и 9) одну видеорегистрацию поведения рыб производили во время их кормления. Данные видеозаписи поведения рыб обрабатывали на компьютере. По результатам анализа видеозаписи, устанавливали среднесуточную и окончательную избираемые температуры, в сериях 5, 6 и 9 дополнительно — количество съеденного рыбами корма, в каждом отсеке и в целой установке.
В опытах по исследованию влияния серотонина и холецистокинина на пищевую активность рыб в неоднородной по температуре среде рыб кормили один раз в сутки (в 11 ч) личинками хироно-мид. Личинок помещали на 11 круглых кормовых ситечек, в каждый отсек установки помещали одно ситечко с кормом. Время нахождения корма в установке составляло 15 мин, после чего ситечки изымались и подсчитывались несъеденные личинки. В 5-й серии опытов карпы получали в качестве корма мелких хирономид (масса 5.5 мг) в количестве 60 экз. на «пятно», в 6-й серии — крупных хироно-мид (масса 32 мг) в количестве 25 экз. на «пятно», что составляло 1.0 и 2.5% от массы тела рыб соответственно. В 9-й серии караси получали хирономид (масса 15 мг) в количестве 50 экз. на «пятно», что составляло примерно 1.7% от массы тела рыб в каждом отсеке установки. После окончания кормления и подсчёта съеденного корма остатки корма скармливали рыбам. В конце эксперимента, на 11-й день рыб изымали из установки, измеряли и взвешивали.
Статистическую обработку данных выполняли в программе STATISTICA 6.0. Достоверность межгрупповой разности средних значений избираемых температур и количества съеденного корма оценивали с использованием ¿-критерия при р<0.05.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
1. Влияние серотонинтропного препарата флуоксетина на выбор молодью плотвы Rutilus rutilus (Linnaeus, 1758) температурного оптимума
Показано, что эффекты флуоксетина на термоизбирательное поведение плотвы в 1-й и 2-й сериях экспериментов несколько отличались и, по-видимому, зависели от температуры предварительной акклимации рыб. В эксперименте I зафиксировано достоверное увеличение избираемых температур у плотвы опытной группы по сравнению с контролем на 5.2°С (p<0.05) лишь через три часа после посадки рыб, после чего значения среднесуточной избираемой температуры у рыб контрольной группы значительно превышали таковые у плотвы контрольной группы, а в конце эксперимента окончательная избираемая температура не различалась у рыб двух групп (рис. 1).
л
26
О
О
CS Cl.
24
22
20
18
01234 5 6789 10
О
30
27
О
« 24
Cl.
£ & 21 с
о
Е- 18
15
10
12
14
1-й ч
-V-
3-й ч
-V-
7-й ч
Рис. 1. Динамика значений избираемой температуры (М±т) у плотвы, адаптированной к 18°С (эксперимент I): а — в течение всего периода наблюдений; б — в течение первых суток эксперимента М±т — среднее значение показателя и его ошибка. По оси абсцисс: а — время после посадки рыб в термоградиентную установку, сут.; б — порядковый номер наблюдения, фигурной скобкой объединены точки наблюдения, соответствующие 1-му, 3-му и 7-му часу после посадки рыб в термоградиентную установку (по: Гарина, Смирнов, 2012).
Наиболее яркие эффекты флуоксетина на термоизбирательное поведение плотвы были получены нами во втором эксперименте, с предварительной температурой акклимации 28°С: среднесуточная избираемая температура у опытной группы рыб значительно выше таковой у рыб контрольной группы на протяжении всего эксперимента; окончательная избираемая температура у рыб, потреблявших корм с флуоксетином, на 2.3°С выше, чем у рыб, потреблявших обычный корм (p<0.05) (рис. 2).
О
О
es Cl.
Г
S" 24
с
s
о
H
21
- Опыт 2 Контроль
а
-Е.....S.
Я--
123456789 10
30
О
28
« 26 Cl
24
Ь 22
20
10
12
-V-
1-й ч
-V-
3-й ч
14
-V-
7-й ч
Рис. 2. Динамика значений избираемых температур у плотвы, адаптированной к 28°С (эксперимент II); обозначения см. на рис. 1. (по: Гарина, Смирнов, 2012).
Таким образом, действие флуоксетина, выражающееся в увеличении содержания серотонина в синапсах нейронов головного мозга, согласуется (по данным других авторов) с действием серотони-на, введённого в область гипоталамуса рыб (Tsai et al., 2002), т.е. вызывает увеличение избираемых температур: в первом эксперименте — на коротком отрезке наблюдения (в первые сутки после посадки), во втором — на всём протяжении эксперимента. Можно предположить, что более выраженный и длительный эффект серотонина во втором эксперименте обусловлен воздействием высокой температуры предварительной акклимации рыб, и, следовательно, снижением уровня эндогенного серотонина у рыб контрольной группы в результате возросшей активности моноаминоксидазы в тканях (Hall et al., 1982; Tsai, Wang, 1997). На это также указывают сравнительно низкие значения избираемой температуры у особей контрольной группы (почти на 4оС ниже обычной для плотвы данного возраста).
2. Влияние внутримозговых инъекций серотонина на термоизбирательное поведение молоди карпа Cyprinus carpio Linnaeus, 1758 и серебряного карася Carassius auratus (Linnaeus, 1758)
Установлено, что в 3-й серии экспериментов в течение первых суток эксперимента наблюдается резкое возрастание среднесуточной избираемой температуры, как в опытной, так и контрольной группах рыб (рис. 3), что согласуется с данными, полученными на различных видах рыб (Лапкин и др., 1981). Далее со 2-х по 5-е сут. опыта значения показателя у карпов контрольной группы возрастают в более медленном темпе, тогда как в опытной — несколько снижаются на 2-е и 3-е сутки. На 4-е сут. опыта среднесуточные избираемые температуры в опытной группе вновь повышаются и продолжают возрастать вплоть до конца эксперимента, тогда как данный показатель в контрольной группе рыб в этот период стабилизируется и даже несколько снижается. Максимальные различия в значениях избираемых температур были получены на 6, 8 и 9-тые сут. эксперимента и были достоверно выше у карпов опытной группы на 4.1°С (p<0.05).
Рис. 3. Динамика значений среднесуточных избираемых температур (М±т) у карпов под воздействием внутри-мозговой инъекции серотонина: а — эксперимент I, б — эксперимент II (по: Garina et al., 2013).
В 4-й серии опытов первоначальное резкое возрастание среднесуточной избираемой температуры наблюдается у карасей обеих групп в течение первых двух суток наблюдения, после чего в опытной группе рыб значение показателя начинает постепенно снижаться (до 8 сут.), а затем снова возрастает (на 9-11 сут. эксперимента). В контрольной группе рыб максимальное увеличение показателя наблюдается на 4-е сут. опыта, после чего его значение значительно снижается (до 8 сут.), а затем так же, как и в опытной группе, возрастает к концу опыта. К концу эксперимента значение избираемой температуры у рыб опытной группы превышает таковое у рыб контрольной группы на 3.1°С (p<0.05).
Таким образом, внутримозговое введение серотонина в обеих дозах вызывало достоверное увеличение избираемых температур у рыб во второй фазе эксперимента (начиная с 5-х сут. и до конца наблюдений). Нами был впервые продемонстрирован долгосрочный (до 11 сут.) эффект однократной инъекции серотонина на терморегуляционное поведение рыб. Это указывало на вовлечение иных, чем предполагалось ранее, механизмов терморегуляции с участием серотонина. В соответствии с нейрохимической моделью развития гипотермии у млекопитающих при гипоксии, серотонин понижает температуру тела животных, взаимодействуя с 5-HT1A- and 5-НТ7-рецепторами (Branco et al., 2006) и активируя таким образом цАМФ- и цГМФ-пути в термоинтегративном центре ЦНС — преоптической области гипоталамуса (Steiner et al., 2002). Следствием этого является увеличение чувствительности теплочувствительных нейронов (Boulant, 2000) и ингибирование термогенеза (по: Bicego et al., 2007). Однако широко известен факт, что эффекты серотонина, вызванные стимуляцией мембранных рецепторов и возрастанием вследствие этого концентрации вторичных мессенджеров в
клетке, краткосрочны. Отставленные эффекты серотонина на метаболизм рыб и, следовательно, их поведенческие реакции в наших экспериментах связаны, по-видимому, с синтезом серотонин-зависимых белков (по: Voronezhskaya et al., 2012). Необходимы дальнейшие исследования для прояснения долгосрочного эффекта серотонина на термоизбирательное поведение рыб.
3. Влияние серотонина на пищевое поведение карпов в условиях температурной неоднородности среды
Динамика среднесуточных избираемых температур у карпов под воздействием серотонина в 5-й и 6-й сериях экспериментов в целом была весьма близка к таковой в экспериментах, описанных в п. 2 (без добавления корма в установку), поэтому мы не будем останавливаться на этом подробно. Представляет интерес анализ интенсивности питания рыб в условиях температурной неоднородности среды, характер изменения которой под воздействием серотонина кардинальным образом отличается от такового в условиях среды с постоянной температурой (Кузьмина и др., 2010; Кузьмина, Гарина, 2013; de Pedro et al., 1998). Как в первом, так и втором экспериментах интенсивность питания рыб обеих групп, выраженная в процентах съеденного корма по отношению к массе тела, постепенно увеличивалась на протяжении опыта (рис. 4а, б).
Рис. 4. Динамика потребления корма рыбами в термоградиентной установке под воздействием серотонина. Здесь и на рис. 5: а — эксперимент I, б — эксперимент II (по: Гарина и др., 2015).
Более значительный рост этого показателя наблюдался у рыб опытной группы. В первом эксперименте средняя интенсивность питания составляла 6.7±0.5 и 6.1±0.3% (р>0.05) в опыте и контроле соответственно (рис. 4а). Отличия в интенсивности питания карпов опытной и контрольной группы во втором эксперименте выражены более чётко: 10.7±0.5 и 8.1±0.3% в опыте и контроле соответственно (р<0.05) (рис. 4б). Необходимо отметить, что потребление корма в обеих группах карпов положительно коррелировало с величиной ИТ: в первом эксперименте — г=0.76 (р<0.05) в опыте и г=0.41 (р>0.05) в контроле, во втором эксперименте — г=0.92 (р<0.05) в опыте и г=0.73 (р<0.05) в контроле. Т.е., по мере продвижения рыб по температурному градиенту в сторону повышения температуры потребление корма возрастало.
Для анализа данных поедаемости кормовых объектов в отсеках был выбран интервал с 5-х по 10-е сут., поскольку в течение первых 4-х сут. эксперимента наблюдался переходный процесс температурного выбора. На рис. 5 приведены средние значения выедаемости корма в отсеках термоградиентной установки за указанный период рыбами обеих групп. При этом видно, что в первом эксперименте, где количество задаваемого корма было невелико, различия между опытной и контрольной группами были незначительны: рыбы питались фактически при идентичных температурах (рис. 5а). Очевидно, недостаток кормовых объектов в зоне температурного оптимума вынуждал рыб проводить поиск пищи в более широком диапазоне температур. Во втором эксперименте, где количество задаваемого корма было в 2.5 раза выше, чем в первом эксперименте, разница была очень заметна, рыбы опытной группы насыщались в «тёплых» отсеках установки с диапазоном температур 31-34°С. В то же время, рыбы контрольной группы питались в более широком диапазоне температур с максимумом при 28-29°С (рис. 5б).
Рис. 5. Поедаемость корма карпами в отсеках экспериментальной установки. По оси ординат: среднее потребление корма рыбами в отсеках с соответствующей температурой за 6 дней наблюдения (5-10 сут.), % от задаваемого количества (по: Гарина и др., 2015).
Таким образом, было установлено, что в условиях температурной неоднородности среды серо-тонин, в отличие от экспериментов, проведённых при постоянной температуре, не угнетал потребление пищи у рыб. Напротив, наблюдалось возрастание интенсивности питания рыб, обусловленное, по-видимому, повышением интенсивности метаболизма по мере того, как рыбы начинают тратить всё больше времени на пребывание в отсеках с высокой температурой воды. При этом карпы, инъецированные серотонином, увеличивали потребление корма преимущественно в отсеках с наиболее высокой температурой воды, однако при недостаточном количестве доступного корма расширяли диапазон температурного поиска и поедали корм в отсеках с температурой воды значительно ниже оптимальной. Эти наблюдения свидетельствуют о сильном взаимном влиянии двух форм поведения животных (пищевого и термоизбирательного), определяющих их энергетический гомеостаз и темпы роста при наличии возможности выбора между оптимальной для жизнедеятельности температурой среды и наличием доступного корма.
4. Влияние внутримозговых инъекций холецистокинина на термоизбирательное поведение молоди серебряного карася
Было показано, что в 7-й серии экспериментов у карасей контрольной группы наблюдается возрастание среднесуточных избираемых температур в течение первых трех суток после инъекции (до 32.2±0.1°С) (рис. 6а). После незначительного снижения величины показателя на 4-5 сут. отмечено её дальнейшее увеличение (до 32.8±0.1 и 33.0±0.1°С на 6-е и 8-е сут. соответственно), после чего значение избираемой температуры практически не меняется. В то же время, у карасей опытной группы происходит значительное увеличение среднесуточных избираемых температур лишь в течение первых двух сут. (до 28.1±0.1°С), далее значение показателя остаётся относительно стабильным до конца эксперимента. При этом во все сроки наблюдения избираемые температуры у рыб опытной группы оказываются значительно ниже, чем у рыб контрольной группы. Максимальное уменьшение показателя у рыб опытной группы по сравнению с контролем зафиксировано на 6-е и 8-е сут.: на 5.3 и 5.5°С соответственно, р<0.05 (рис. 6а).
В 8-й серии опытов, где была использована доза вводимого ХЦК33, в 6 раз большая по сравнению с предыдущим экспериментом, абсолютные величины среднесуточных избираемых рыбами температур несколько снижаются как в опыте, так и в контроле, возможно, вследствие сезонных факторов и несколько более высокой температурой адаптации (рис. 6б). Однако в целом картина динамики выбора температур близка к таковой в предыдущей серии. Во второй половине эксперимента происходит снижение показателя в контрольной группе рыб, тогда как в опытной его значение несколько увеличивается. Значения среднесуточных избираемых температур у карасей опытной группы ниже таковых контрольной группы почти на всём протяжении эксперимента, за исключением 1-х и 9-х сут. Максимальное снижение показателя в опытной группе по сравнению с контрольной зарегистрировано на 3-е, 5-е и 6-е сут. опыта (на 4.1, 3.4 и 3.6°С соответственно, р<0.05).
а
О 30
сЗ О.
й 26 &
0)
1)
н 22
-и--------Ш '
18
32
О
-28
£
ей съ и с
и Н
24
20
б
5 хцк-зз
^ р-р Рпнгера
0 12 3
4 5 6 Сутки
7
9 10
Рис. 6. Динамика среднесуточных избираемых температур у карася под влиянием холецистокинина: а — эксперимент I (доза 1 нг/г), б — эксперимент II (доза 6 нг/г) (по: Кузьмина и др., 2015).
Таким образом, результаты двух серий экспериментов свидетельствуют о значительном (на 4-5.5°С) понижении избираемых рыбами температур под воздействием центральной инъекции ХЦК33. Эти результаты, по нашему мнению, согласуются с результатами ряда работ, полученными при исследовании млекопитающих. В частности, было показано, что центральные микроинъекции холецистокинина вызывают у крыс повышение температуры тела; этот эффект ослабляется введением антагонистов рецепторов ХЦК2-типа. Предполагается, что холецистокинин выполняет специфическую роль в развитии лихорадки у млекопитающих (82е1епу1, 2010). Поскольку сведения, касающиеся механизмов, посредством которых холецистокинин может оказывать своё терморегуляторное действие на холоднокровных животных, до настоящего исследования полностью отсутствовали, на основании первых, полученных нами данных не представляется возможным выдвинуть гипотезу о таких механизмах, и мы ограничимся констатацией факта: холецистокинин вызывает у рыб понижение избираемых температур, изменяя, по всей видимости, чувствительность центральных терморецепторов.
5. Влияние холецистокинина на пищевое и терморегуляционное поведение карасей в условиях температурной неоднородности среды В 9-й серии экспериментов установлено, что максимальное количество корма (выраженное в процентах по отношению к массе тела), рыбы контрольной группы потребляли на 2-5-й дни после посадки в установку — 2.3-2.8% (рис. 7). На 6-й день после инъекции караси довольно значительно снижали интенсивность питания (до 1.3%), и затем величина показателя вновь начинала увеличиваться и достигала к концу эксперимента 2.3%. В то же время, суммарное потребление корма карасями опытной группы на 2-5-й дни было ниже, чем в контрольной группе в два раза: 1.1-1.4%. Во второй половине эксперимента, с 6 по 10-й дни, интенсивность питания рыб опытной группы, как и кон-
трольной, начинала постепенно возрастать; различия в количестве потребляемого корма у рыб обеих групп были крайне незначительны.
3,0
2,0
ы с
асс
т о
в
а,м р
§ н 1,0
е и н е л б е
ерт
о По
0,0
"ХЦК-33 □ р-р Рингера
1
1
Г
гг
12456789 10
Время после посадки в термоградиентную установку,
сутки
Рис. 7. Динамика потребления корма рыбами в термоградиентной установке при воздействии холецистокинина.
Очевидно, что, в отличие от эффекта серотонина, холецистокин отчётливо снижает интенсивность питания карасей в первые сутки после инъекции (до 5 сут.). В дальнейшем, по-видимому, препарат перестаёт действовать, и количество потребляемого корма рыбами постепенно восстанавливается. Отличительной чертой является также резкое, а не постепенное возрастание интенсивности питания рыб контрольной группы в первые дни после инъекции (за исключением первого дня). Можно предположить, что это вызвано недостаточной упитанностью особей, использованных в эксперименте; в первые дни рыбы активно компенсировали недостаток питания в предыдущих условиях содержания.
Как и при исследовании серотонина, для анализа данных поедаемости кормовых объектов в отсеках нами был выбран интервал с 4-х по 10-е сут., поскольку в течение первых 4-х сут. эксперимента наблюдался переходный процесс температурного выбора. На рис. 8 приведены средние значения вы-едаемости корма в отсеках термоградиентной установки за указанный период рыбами обеих групп.
Рис. 8. Поедаемость корма карасями в отсеках экспериментальной установки. По оси ординат: среднее потребление корма рыбами в отсеках с соответствующей температурой за 7 дней наблюдения (4-10 сут.), % от задаваемого количества.
При этом видно, что рыбы контрольной группы выедают наибольшее количество корма при самых высоких температурах: 32, 33 и 35°С (17.4%, 34.3% и 19.7% соответственно). Разница в количестве потребляемого корма у карасей опытной и контрольной групп наиболее высока именно в этих отсеках, с максимальной температурой воды. В то же время, в отсеках с температурой 29°С и ниже интенсивность питания у рыб, инъецированных ХЦК-33, даже несколько выше таковой у карасей контрольной группы, несмотря на снижение интенсивности их питания в целом (см. рис. 7). Это свидетельствует о том, что под воздействием нейропептида рыбы не только снижают суммарную интенсивность питания, но и среднесуточную избираемую температуру, что сказывается на увеличении количества поедаемого ими корма в отсеках с температурой ниже оптимума. Как тот, так и другой эффект хорошо согласуются с данными, полученными на млекопитающих.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В результате проведённой авторским коллективом работы были подтверждены сведения, ранее полученные другими исследователями в краткосрочных экспериментах, о важной роли серотонина в центральной регуляции избираемых температур у костистых рыб, а также получен ряд принципиально новых данных. В частности, впервые продемонстрирован долгосрочный (до 11 сут.) эффект снижения избираемых температур после однократной инъекции серотонина, что опровергает ранее предложенную схему терморегуляции у животных с участием этого нейромедиатора. Эта схема предполагает причиной данного эффекта взаимодействие серотонина с мембранными рецепторами и активацию систем вторичных мессенджеров в термоинтегративном центре мозга и, как следствие, изменение чувствительности центральных терморецепторов. Однако указанные эффекты краткосрочны и не могут продолжаться 10-11 сут. Следовательно, отставленные эффекты серотонина на метаболизм и поведенческие реакции рыб в наших экспериментах обусловлены, по всей вероятности, синтезом серотонин-зависимых белков (по: Voronezhskaya et al., 2012). Выявленный феномен интересен и требует дальнейших исследований для прояснения его природы и механизмов. Результаты опытов, в которых уровень серотонина в мозге увеличивали путём скармливания животным серотонин-тропного препарата, в целом совпадают с данными опытов, в которых серотонин вводили в желудочек мозга рыб. Однако степень выраженности эффекта в первых опытах сильно зависела от температуры предварительной акклимации. Также было установлено, что в условиях температурной неоднородности среды серотонин, в отличие от экспериментов, проведённых при постоянной температуре, не угнетал потребление пищи у рыб. Напротив, наблюдалось возрастание интенсивности питания рыб, обусловленное, по-видимому, повышением интенсивности метаболизма по мере того, как рыбы начинают тратить всё больше времени на пребывание в отсеках с высокой температурой воды. При этом рыбы, инъецированные серотонином, увеличивали потребление корма преимущественно в отсеках с наиболее высокой температурой воды, однако при недостаточном количестве доступного корма расширяли диапазон температур и поедали корм в отсеках с температурой воды значительно ниже оптимальной. Эти наблюдения свидетельствуют о сильном взаимном влиянии двух форм поведения животных (пищевого и термоизбирательного), определяющих их энергетический гомеостаз и темпы роста при наличии возможности выбора между оптимальной для жизнедеятельности температурой среды и наличием доступного корма.
Данных, касающихся роли холецистокинина в центральной терморегуляции у рыб (полученных как авторским коллективом, так и другими исследователями), значительно меньше. Нами установлено, что под воздействием центральной инъекции ХЦК33 происходит значительное понижении избираемых рыбами температур (на 4.0-5.5°С). Мы предполагаем, что холецистокинин вызывает у рыб понижение избираемых температур, изменяя, по-видимому, чувствительность центральных терморецепторов. Кроме того, в опытах по влиянию ХЦК33 на пищевое и термоизбирательное поведение карасей в условиях температурной неоднородности среды показано, что нейропептид отчётливо снижает интенсивность питания карасей в первые сутки после инъекции (до 5 сут.). При этом рыбы не только снижают суммарную интенсивность питания, но и среднесуточную избираемую температуру, что сказывается на увеличении количества поедаемого ими корма в отсеках с температурой ниже оптимума. Как тот, так и другой эффект хорошо согласуются с данными, полученными на млекопитающих.
Работа выполнена при поддержке РФФИ, гранты №№09-04-00075 и 13-04-00248.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Гарина Д.В., Смирнов А.К. Влияние серотонинтропного препарата флуоксетина на избираемые температуры у молоди плотвы Rutilus rutilus (L.) (сем. Cyprinidae, отр. Cypriniformes),акклимированной к различным температурам // Вопр. ихтиол. 2012. Т. 52. № 4. С. 508-512. [Garina D.V., Smirnov A.K. Effects of fluoxetine, a selective re-uptake inhibitor, on preferred temperature in juvenile roach, Rutilus rutilus (Cyprinidae, Cypriniformes), ac-
climated to different temperatures // J. Ichthiology. 2012. Vol. 52. No. 4. P. 508-512. DOI: 10.1134/S0032945212040029.] InRussian.
Гарина Д.В., Смирнов А.К., Русанова П.В., Кузьмина В.В. Влияние серотонина на пищевое и терморегуляционное поведение карпов Cyprinus carpió в условиях температурной неоднородности среды // Пробл. биол. продукт. жив. 2015. № 1. С. 53-60.Garina D.V., Smirnov A.K., Rusanova P.V., Kuz'mina V.V. Vliyanie serotonina na pishchevoe i termoregulyatsionnoe povedenie karpov Cyprinus carpió v usloviyakh temperaturnoi neodnorod-nosti sredy // Problemy biologii produktivnykh zhivotnykh // 2015. № 1. S. 53-60. [Garina D.V., Smirnov A.K., Rusanova P.V., Kuz'mina V.V. The influence of serotonin on feeding and thermoregulatory behavior of carps Cyprinus carpió in heterothermal conditions // Problems of Biology of Productive Animals. 2015. No. 1. P. 53-60.] In Russian.
Голованов В.К. Эколого-физиологические аспекты терморегуляционного поведения пресноводных рыб // Докл. II Всерос. совещ. «Поведение рыб». Борок, 1996. С. 16-40. Golovanov V.K. Ekologo-fiziologicheskie aspekty termoregulyatsionnogo povedeniya presnovodnykh ryb // Doklady II Vserossiiskogo soveshchaniya "Povedenie ryb". Borok, 1996. S. 16-40. [Golovanov V.K. Ecological and physiological aspects of thermoregulatory behavior of freshwater fish // Proceedings of Second All-Russian Meeting on Fish Behavior. Borok, 1996. P. 16-40.] In Russian.
Голованов В.К., Смирнов А.К., Капшай Д.С. Окончательно избираемые и верхние летальные температуры у молоди некоторых видов пресноводных рыб // Труды Карельского научного центра РАН. Сер. Экспериментальная биология. 2012. № 2. С. 70-75. Golovanov V.K., Smirnov A.K., Kapshaj D.S. Okonchatel'no izbiraemye i verkhnie letal'nye temperatury u molodi nekotorykh vidov presnovodnykh ryb // Trudy Karel'skogo nauchnogo tzentra RAN. Ser. Experimental'naya biologiya. 2012. №2. S. 70-75. [Golovanov V.K., Smirnov A.K., Kapshaj D.S. Final thermopreferendum and upper lethal temperature in juveniles of some freshwater fish species. 2012. No. 2. P. 70-75.] In Russian.
Кузьмина В.В., Гарина Д.В. Влияние периферически введённого серотонина на пищевую и двигательную активность карпа Cyprinuscarpio L. // Биол. внутр. вод. 2013. № 1. С. 1-9. [Kuz'mina V.V, Garina D.V. The effects of peripherally injected serotonin on feeding and locomotor activities in carps Cyprinus carpió L. // Biol. Inland Waters. 2013. Vol. 6. No. 1. P. 62-69. D0I:10.1134/S1995082913010082.] In Russian.
Кузьмина В.В. Влияние серотонина на активность пищеварительных гидролаз у карпа // Пробл. биол. продукт живот. 2013. № 4. С. 53-60.Kuz'minaV.V. Vliyanie serotonina na aktivnost' pishchevaritel'nykh gidrolaz u karpa // Problemy biologii produktivnykh zhivotnykh. 2013. № 4. S. 53-60. [Kuz'minaV.V. The influence of serotonin on the activity of digestive enzymes in carp // Problems of Biology of Productive Animals. 2013. Vol. 4. P. 53-60.] In Russian.
Кузьмина В.В. Влияние диеты на пищевое поведение карпа Cyprinus carpió и эффекты серотонина // Пробл. биол. продукт. жив. 2015. № 3. С. 48-58. Kuz'mina V.V. Vliyanie diety na pishchevoe povedenie karpa Cyprinus carpió i effekty serotonina // Problemy biologii produktivnykh zhivotnykh. 2015. № 3. S. 48-58. [Kuz'mina V.V. The influence of diet on feeding behavior of carp Cyprinus carpió and the effects of serotonin // Problems of Biology of Productive Animals. 2015. No. 3. P. 48-58.] In Russian.
Кузьмина В.В., Ушакова Н.В., Русанова П.В. Влияние экзогенного серотонина на пищевое поведение карпа Cyprinus carpió L // Вестн. Морд. ун-та. 2010. № 1. С. 59-64. Kuz'mina V.V., Ushakova N.V., Rusanova P.V. Vliyanie exogennogo serotonina na pishchevoe povedenie karpa Cyprinus carpió L// Vestnik Mordovskogo Univer-siteta. 2010. № 1. S. 59-64. [Kuz'mina V.V., Ushakova N.V., Rusanova P.V. The influence of exogenous serotonin on feeding behavior of carp Cyprinus carpió L // The Herald of Mordovian University. 2010. No. 1. P. 59-64.] In Russian.
Кузьмина В.В., Гарина Д.В., Смирнов А.К., Меньшакова П.В. Влияние холецистокинина на пищевое и терморегуляционное поведение карася Carassius auratus // Пробл. биол. продукт. жив. 2015. №. 4. С. 82-92. Kuz'mina V.V., Garina D.V., Smirnov A.K., Men'shakova P.V. Vliyanie kholetsistokinina na pishchevoe I termoregulyatsionnoe povedenie karasya Carassius auratus // Problemy biologii produktivnykh zhivotnykh. 2015. № 4. S. 82-92. [Kuz'mina V.V., Garina D.V., Smirnov A.K., Men'shakova P.V. The influence of cholecystokinin on feeding and thermoregulatory behavior of goldfish Carassius auratus // Problems of Biology of Productive Animals. 2015. No. 4. P. 82-92.] In Russian.
Лапкин В.В., Свирский А.М., Голованов В.К. Возрастная динамика избираемых и летальных температур // Зо-ол. журн. 1981. Т. 60. № 12. С. 1792-1801. Lapkin V.V., Svirskiy A.M., Golovanov V.K. Vozrastnaya dinamika izbiraemykh i letal'nykh temperatur // Zoologicheskiy zhurnal. 1981. Т. 60. № 12. S. 1792-1801. [Lapkin V.V., Svirskiy A.M., Golovanov V.K. Age dynamics of preferred and lethal temperatures // J. Zoology. 1981. Vol. 60. No. 12. С. 1792-1801.] InRussian.
Смирнов А.К. Влияние наличия пищи в зоне температурного оптимума на поведение молоди речного окуня Perca fluviatilis L. // Вестник АГТУ. Серия: Рыбное хоз-во. 2013. № 1. С. 75-82. Smirnov A.K. Vliyanie nali-chiya pishchi v zone temperaturnogo optimuma na povedenie molodi rechnogo okunya Perca fluviatilis L. // Vestnik AGTU. Seriya: Rybnoe khozyaistvo. 2013. № 1. S. 75-82. [Smirnov A.K. Influence of food presence in the zone of temperature optimum upon behavior of young perch Perca fluviatilis L. // The Herald of Astrakhan State Technical University. Series: Fisheries. 2013. No. 1. P. 75-82.] InRussian.
Balaskó M., Rostás I., Füredi N., Mikó A., Tenk J., Cséplo P., Koncsecskó-Gáspár M., Soós S., Székely M., Pétervári E. Age and nutritional state influence of the effects of cholecystokinin on energy balance // Exp. Gerontology. 2013. Vol. 48. P. 1180-1188.
Beinfeld M.C., Palkovits M. Distribution of cholecystokinin (CCK) in the hypothalamus and limbic system of the rat // Neuropeptides. 1981. Vol. 2. P. 123-129.
Bicego K.C., Barros R.C.H., Branco L.G.S. Physiology of temperature regulation: comparative aspects // Comp. Bio-chem. Physiol. Part A. 2007. Vol. 147. P. 616-639.
Boulant J.A. Role of preoptic-anterior hypothalamus in thermoregulation and fever // Clin. Infect. Dis. 2000. Vol. 31 (S5). P.157-161.
Branco L.G.S., Gargaglioni L.H., Barros R.C.H. Anapyrexia during hypoxia // J. Therm. Biol. 2006. Vol. 31. P. 82-89.
Day N.C., Hall M.D., Clark C.R., Hughes J. High concentration of cholecystokinin receptor binding sites in the ventromedial hypothalamic nucleus // Neuropeptides. 1986. Vol. 8. P. 1-18.
de Boeck G., Nilsson G., Vlaeminck A., Blust R. Central monoaminergic responses to salinity and temperature rises in common carp // J. Exp. Biol. 1996. Vol. 199. No. 7. P. 1605-1611.
de Pedro N., Pinillos M.L., Valenciano A.I., Alonso-Bedate M., Delgado M.J. Inhibitory effect of serotonin on feeding behavior in goldfish: involvement of CRF // Peptides. 1998. Vol. 12. No. 3. P. 505-511.
Dockray G. J. Cholecystokinin and gut-brain signalling // Reg. Peptides. 2009. Vol. 155. No. 1-3. P. 6-10.
Donovan M.H., Tecott L.H. Serotonin and the regulation of mammalian energy balance // Frontiers in Neuroscience. 2013. Vol. 7. No. 36. P. 1-15.
Fletcher P.J., Burton M.J. Microstructural analysis of the anorectic action of peripherally administered 5-HT // Pharmacol. Biochem. Behav. 1986. Vol. 24. P. 1134-1136.
Garina D.V., Smirnov A.K., Kuz'mina V.V. The long-term effect of serotonin on the thermoregulatory behavior on juvenile cyprinidae (Cyprinus carpio and Carassius auratus) // Fish Physiol. Biochem. 2013. Vol. 39. P. 13731376.
Golovanov V.K., Smirnov A.K., Garina D.V. Thermoregulatory behavior as a form of the temperature adaptation in freshwater teleosts of boreal climatic zone. Teleosts: evolutionary development, diversity and behavioral ecology. New York: Nova Science Publishers. 2014. P. 153-198.
Hall T.R., Uruena G., Figueroa H.R. In vivo and in vitro effects of temperature on monoamine oxidase activity in brain and other tissues of the goldfish, Carassius auratus (L.) // Comp. Biochem. Physiol. 1982. Vol. 73C. P. 177-180.
Himick B.A., Peter R.E. CCK/gastrin-like immunoreactivity in brain and gut, and CCK suppression of feeding in goldfish // Am. J. Physiol. 1993. Vol. 267. P. 841-851.
Kuz'mina V.V. Effect of serotonin on exotrophy processes in fish // New developments in serotonin research. (Ed. Ming D. Li). Ch. 5. New York: Nova Science Publishers. 2015. P. 89-122.
Murashita K., Kurokawa T., Nilsen T.O., Ronnestad I. Ghrelin, cholecystokinin, and peptide YY in Atlantic salmon (Salmosalar): molecular cloning and tissue expression // Gen. Comp. Endocrinol. 2009. Vol. 160. P. 223-235.
Orchard I. Serotonin: a coordinator of feeding-related physiological events in the blood-gorging bug, Rhodnius prolixus // Comp. Biochem. Physiol. Part A. Mol. Integr. Physiol. 2006. Vol. 144. P. 316-324.
Penney C.C., Volkoff H. Peripheral injections of cholecystokinin, apelin, ghrelin and orexinin cavefish (Astyanax fasci-atus mexicanus): Effects on feeding and on the brain expression levels of tyrosine hydroxylase, mechanistic target of rapamycin and appetite-related hormones // Gen. Compar. Endocrinol. 2014. Vol. 196. P. 34-40.
Peyon P., Saied H., Lin X., Peter R.E. Postprandial, seasonal and sexual variations in cholecystokinin gene expression in goldfish brain // Molecular. Brain Res. 1999. Vol. 74. No. 1-2. P. 190-196.
Rubio V.C., Sánchez-Vázquez F.J., Madrid J.A. Role of cholecystokinin and its antagonist proglumide on macronutri-ent selection in European sea bass Dicentrarchus labrax L. // Physiol. Behav. 2008. Vol. 93. No. 4-5. P. 862-869.
Ruibal C., Soengas J.L., Aldegunde M. Brain serotonin and the control of food intake in rainbow trout (Oncorhyn-chusmykiss): effects of changes in plasma glucose levels // J. Comp. Physiol. A. 2002. Vol. 188. P. 479-484.
Shiraishi T. CCK as a central satiety factor: behavioral and electrophysiological evidence // Physiol. Behav. 1990. Vol. 48. P. 879-885.
Simansky K.J. Serotonergic control of the organization of feeding and satiety // Behav. Brain Res. 1996. Vol. 73. P. 3742.
Steiner A.A., Rocha M.J.A., Branco L.G.S. A neurochemical mechanism for hypoxia-induced anapyrexia // Am. J. Physiol. 2002. Vol. 283. P. 1412-1422.
Szelényi Z., Székely M., Hummel Z., Balaskó M., Romanovsky A.A., Pétervári E. Cholecystokinin: possible mediator of fever and hypothermia // Frontiers Biosci. 2004. Vol. 9. P. 301-308.
Szelényi Z. Cholecystokinin: role in thermoregulation and other aspects of energetics // Clin. Chim. Acta. 2010. Vol. 411. No. 5-6. P. 329-335.
Tecott L.H. Serotonin and the orchestration of energy balance // Cell. Metab. 2007. Vol. 6. P. 352-361.
Thavanathan R., Volkoff H. Effects of amylin on feeding of goldfish: Interactions with CCK // Reg. Peptides. 2006. Vol. 133. No. 1-3. P. 90-96.
Tsai Ch.-L., Wang L.-H. Effects of thermal acclimation on the neurotransmitters, serotonin and norepinephrine in the discrete brain of male and female tilapia, Oreochromis mossambicus // Neurosci. Letters. 1997. Vol. 233. P. 77-80.
Tsai Ch.-L., Wang L.-H., Tsai Ch.-Ch. Role of serotonin, y-aminobutyric acid, and glutamate in the behavioral thermoregulation of female tilapia during prespawning phase // J. Exp. Zool. 2002. Vol. 293. P. 443-449.
Voronezhskaya E.E., Khabarova M.Yu., Nezlin L.P., Ivashkin E.G. 2012. Delayed action of serotonin in molluscan development // Acta Biologica Hungarica. Vol. 63. No. 2. P. 210-216.
Yamada J., Sugimoto Y., Ujikawa M. Involvement of leptin in hypophagia induced by the serotonin precursor 5-hydroxytryptophan (5-HTP) in mice // Biol. Pharm. Bull. 2006. Vol. 29. P. 557-559.
THE ROLE OF SEROTONIN AND CHOLECYSTOKININ IN THE REGULATION OF THERMO PREFERENTIAL AND FEEDING BEHAVIOR OF FISH
D. V. Garina, V. V. Kuz'mina, A. K. Smirnov, P. V. Men'shakova
I. D. Papanin Institute for Biology of Inland Waters Russian Academy of Sciences 152742, Borok, Nekouz, Yaroslavl, Russia, e-mail: garinadv@mail. ru
Physiological and biochemical aspects of thermo selective behavior of fish remain poorly studied to date, despite the considerable relevance of the problem. The important role in central thermoregulation belongs to the brain systems of neurotransmitters such as norepinephrine, serotonin, dopamine and others, changes in central balance of which cause the cascade of biochemical reactions in a brain. The result of these reactions is thermo preferential behavioral response and finally body temperature change. At the same time key neurotransmitters including serotonin and сholeсystokinin, participate in the regulation of another form of fish behavior responsible for maintenance of energy homeostasis — feeding behavior. In the present article the data received by a group of authors over the past five years concerning the role of serotonin and cholecystokinin in central regulation of feeding behavior and thermopreference in freshwater teleost fish are generalized.
Key words: teleost fish, serotonin, cholecystokinin, thermo selective and feeding behavior.
