Subiecte similare ale lucrării științifice în Științe biologice, autor al unui articol științific - Alexey A. Morozov, Grigorii M. Chuiko, Victoria V. Yurchenko

Lucrare de cercetare academică pe tema „Variații anuale în apărarea antioxidantă hepatică și peroxidarea lipidelor la un pește temperat, plătică comună Abramis brama (L.)”

Int Aquat Res (2017) 9: 249-257 DOI 10.1007/s40071-017-0176-z

apărării

Variații anuale în apărarea antioxidantă hepatică și peroxidarea lipidelor la un pește temperat, plătică obișnuită Abramis brama (L.)

Alexey A. Morozov • Grigorii M. Chuiko • Victoria V. Yurchenko

Cuvinte cheie Antioxidanți • Peroxidarea lipidelor • Stresul oxidativ • Fluctuațiile sezoniere

Echilibrul dinamic dintre un organism și mediul său este menținut de reglarea eficientă a proceselor metabolice ca răspuns la factori externi. În zona climatică temperat-boreală, condițiile de mediu se schimbă dramatic pe parcursul anului, cerând peștilor un mare potențial de adaptare. Alternarea stărilor fiziologice în timpul ciclului anual (mobilizarea pre-reproducere, pierderea de energie a reproducerii, acumularea rezervei de energie după reproducere, diminuarea activității metabolice în timpul iernării) care apare în intervalul larg de temperatură necesită o plasticitate ridicată a sistemelor de apărare a peștilor.

Suportul energetic al vieții în organismele aerobe este menținut de combinația complexă de procese, în care rolul cheie îl joacă reacțiile oxidative care implică oxigenul molecular ca principal oxidant

AA Morozov (&) • G. M. Chuiko • V. V. Yurchenko

Laboratorul de fiziologie și toxicologie a animalelor acvatice, I.D. Institutul Papanin pentru Biologia Apelor Interioare Academia Rusă de Științe, IBIW RAS, 152742 Borok, Rusia e-mail: [email protected]

agent sau acceptor de electroni. Datorită scăderii de electroni din lanțul de transport al electronilor mitocondriale către oxigenul molecular, sunt produse specii reactive de oxigen (radical anion superoxid, peroxid de hidrogen, radical hidroxil și anion hidroxil). Cantitatea de electroni care scapă de lanțul de transport al electronilor depinde de starea fiziologică a organismului și de disponibilitatea oxigenului. Organismele vii posedă un sistem de apărare antioxidant pe mai multe niveluri și complicat care funcționează pentru a preveni formarea speciilor reactive de oxigen (și a moleculelor modificate din speciile reactive de oxigen) și pentru a le elimina sau a minimiza efectele negative ale acestora (Winston și Di Giulio 1991; Menshchikova și colab. 2006; Lushchak 2014, 2016).

Enzimele antioxidante primare folosesc specii reactive de oxigen ca substraturi, realizând astfel detoxifiere directă. Superoxid dismutaza (SOD, EC 1.15.1.1) transformă radicalul anion superoxid în peroxid de hidrogen și oxigen molecular. Catalaza (CAT, EC 1.11.1.6) distruge peroxidul de hidrogen în oxigen molecular și apă. Enzimele antioxidante secundare îi ajută pe cei primari. De exemplu, glutation-S-transferaza (GST, EC 2.5.1.18) protejează celulele prin reducerea grupărilor hidroperoxil de fosfolipide oxidate direct în membrane. O componentă nu mai puțin importantă a apărării antioxidante este un antioxidant non-enzimatic - glutation redus (GSH), care poate fi utilizat ca cofactor de către enzimele antioxidante primare și secundare, cum ar fi peroxidaza dependentă de glutation (EC 1.11.1.9) și GST, respectiv. GSH este implicat în reacții de reducere și conjugare și poate neutraliza direct multe specii reactive de oxigen și stabiliza membranele celulare (Hayes și colab. 2005; Menshchikova și colab. 2006; Di Giulio și Meyer 2008; Forman și colab. 2009; Lushchak 2014).

În mod normal, sistemele de apărare antioxidantă mențin în mod eficient niveluri foarte scăzute la starea de echilibru a speciilor reactive de oxigen, protejând celulele de deteriorarea oxidativă. Cu toate acestea, în anumite circumstanțe, poate apărea un dezechilibru între producția și eliminarea speciilor reactive de oxigen, provocând stres oxidativ (Lushchak 2014; Sies 2015) care are consecințe fiziologice specifice, inclusiv peroxidarea lipidelor (Cajaraville și colab. 2003; Di Giulio și Meyer 2008) . Modificările temperaturii apei, deficiența de oxigen, precum și reoxigenarea pot afecta nivelurile stării de echilibru ale speciilor reactive de oxigen și apărarea antioxidantă la pești (Martinez-Alvarez și colab. 2005). Se știe, de asemenea, că eliberarea produselor sexuale în timpul reproducerii duce la degradarea țesuturilor, împreună cu procesele de oxidare (Shulman și Love 1999), prin urmare, reproducerea ar putea induce stres oxidativ natural (Soldatov și colab. 2007).

Informații utile cu privire la starea organismului ar putea fi obținute prin accesarea activităților enzimei antioxidante (Sies 2015). Obiectivul studiului nostru a fost de a evalua plasticitatea apărărilor antioxidante la peștii ciprinizi temperati, plătica comună (Abramis brama L.), în condiții normale pe tot parcursul ciclului anual, prin măsurarea antioxidanților hepatici (SOD, CAT, activități GST și Concentrații de GSH) și produse de peroxidare a lipidelor (concentrații de substanțe reactive ale acidului tiobarbituric, TBARS).

Materiale și metode

Pești și eșantionare

Platica obișnuită este un pește care locuiește în fund. Locuiește în apele cu curgere lentă și formează bancuri. Platica este un bentivor tipic, care se hrănește cu macrozoobentos, inclusiv oligochaete, larve chironomide și bivalvi. Cel mai activ, se hrănește în timpul verii. Plătica se naște atunci când temperatura apei atinge 12-16 ° C (în zona de studiu, se întâmplă de obicei în luna mai). În condiții meteorologice normale, reproducerea este de scurtă durată (Nikolsky 1978; Yakovlev și colab. 2001).

Bream a fost colectat pe parcursul a 2 ani, ianuarie 2008-decembrie 2009. În februarie, noiembrie, decembrie 2008, ianuarie-aprilie și noiembrie 2009, eșantionarea nu a putut fi efectuată din motive legale. Peștii maturi au fost capturați cu o plasă în zona de gură a râului Sutka (58 ° 1,18 'N 38 ° 15,976' E, bazinul Volga Superioară). Pe baza parametrilor hidrobiologici și hidrochimici ai apei, râul este caracterizat ca obiect de apă mezo-trofic. Concentrațiile ionilor principali (ppm) în zona de eșantionare au variat în următoarele intervale 18.1-76.1 (Ca2?), 5.3-23.3 (Mg2?), 2.4-13.1 (Na?), 1.1-3.0 (K?), 1,8 -12,4 (Cl-), 2,9-23,4 (SO42-) și 73,8-344,4 (HCO3-); Valorile pH-ului au variat de la 7,40 la 8,09 (Tsvetkov și colab. 2015). Situl de eșantionare poate fi considerat un sit de referință, deoarece este lipsit de deversări industriale, înconjurat de păduri și terenuri paludificate.

Tabelul 1 Lungimea, greutatea, sexul și vârsta plăticii studiate, Abramis brama

Data eșantionării n (#, $) Lungime standard (cm) Greutate totală (g) Greutate ascunsă (g) Vârstă

16 ianuarie 2008 1 aprilie 2008

24 apr 2008 5 mai 2008

19 iunie 2008 3 iulie 2008

25 septembrie 2008 30 octombrie 2008

20 mai 2009 25 iunie 2009 16 iulie 2009 13 aug 2009 24 sept. 2009 16 oct. 2009 30 dec. 2009