АКТИВНОСТЬ ФЕРМЕНТОВ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБМЕНА И СОДЕРЖАНИЕ АТФ В ТКАНЯХ МОЗГА И ЖАБР МОРСКОГО ЕРША SCORPAENA PORCUS LINNAEUS ПРИ КРАТКОВРЕМЕННОЙ ГИПОКСИИ
ENERGY METABOLISM ENZYME ACTIVITY AND ATP CONTENT IN THE BRAIN AND GILL TISSUESIN BLACK SEA RUFF SCORPAENA PORCUS LINNAEUS DURING SHORT-TERM HYPOXIA
ENERGY METABOLISM ENZYME ACTIVITY AND ATP CONTENT IN THE BRAIN AND GILL TISSUESIN BLACK SEA RUFF SCORPAENA PORCUS LINNAEUS DURING SHORT-TERM HYPOXIA
Дата
2020
Авторы (alternative)
Название журнала
Номер ISSN
Название тома
Издатель
Аннотация
В условиях эксперимента изучали влияние краткосрочной гипоксии на активность оксиредуктаз (малат- и лактатдегидрогеназы: МДГ, ЛДГ) в структурах головного мозга и жабр (передняя дуга) морского ерша, определяющих процессы срочной адаптации организма к дефициту кислорода. Контрольная группа рыб содержалась при 4.5–6.7 мг O2 л–1 (нормоксия), опытные группы – при 1.7–3.7 мг O2 л–1 (умеренная гипоксия) и 0.3–1.0 мг O2 л–1 (острая гипоксия). Содержание кислорода в воде снижали путем насыщения ее азотом. Экспозиция – 90 мин. Температура воды – 21–22°С. Показано, что гипоксия не оказывала значимого влияния на структуры головного мозга морского ерша. Активность МДГ, ЛДГ, значения индекса МДГ/ЛДГ и содержание АТФ в переднем, промежуточном и среднем мозге (СПМ), а также продолговатом мозге (ПМ) в условиях острой гипоксии сохранялись на уровне контрольных значений. Умеренные формы гипоксии вызывали пропорциональный рост активности МДГ, ЛДГ и повышение уровня АТФ в СПМ. Последнее скорее является следствием снижения потребности СПМ в данном соединении, в основе этого явления может лежать ГАМК-эргический механизм регуляции активности тканевых структур мозга, который способен понижать энергетические потребности нервной ткани за счет увеличения плотности ГАМКА рецепторного аппарата. Жабры отличались минимальными активностями МДГ, ЛДГ при высоких значениях индекса МДГ/ЛДГ. Острые формы гипоксии приводили к снижению в них активности ЛДГ и повышению значений индекса МДГ/ЛДГ, что отражает переход данного органа на анаэробный режим работы. В условиях острой гипоксии отмечалось усиление связи в системе “активность МДГ ↔ активность ЛДГ” (r = 0.81–0.94, p < 0.05–0.01) во всех типах тканевых структур, что характерно для видов, толерантных к дефициту кислорода. По-видимому, основу данного эффекта составляет сопряжение МДГ с субстратами гликолиза в условиях острого дефицита О2, что исключает накопление лактата при метаболической депрессии.
Аннотация (alternative)
The effect of short-term hypoxia on the activity of oxidoreductases – malate dehydrogenase (MDH, 1.1.1.37) and lactate dehydrogenase (LDH, 1.1.1.27) in the scorpaena organs determining an urgent adaptation to oxygen deficiency – brain and gills (first branchial arch) was studied. The control group of fish was exposed to 4.5–6.7 mg O2 L–1 (normoxia), experimental groups were kept under 1.7–3.7 mg O2 L–1 (mild hypoxia) and to 0.3–1.0 mg O2 l–1 (acute hypoxia). The oxygen content in the water was reduced by saturating it with nitrogen. All groups of fish were exposed to examined condition during 90 min under 21–22°С. It was shown that hypoxia had not a significant impact on the brain structures of scorpaena. Under acute hypoxia MDH, LDH activity, MDH/LDH index and ATP content in forebrain, diencephalon, midbrain (FDMB) and medulla (MB) remained at the level of control values. Mild hypoxia caused a proportional rise of MDH, LDH activity and increased ATP level in FDMB like a consequence of the reducing need in ATP in these brain area. Above-mentioned phenomenon could be based on the GABA-ergic mechanism of the regulation of brain tissue activity that is able to reduce the energetic needs of the nervous tissue through the increased density in GABAA receptor apparatus. The gill tissue had a minimal activity of MDH, LDH on the background of high MDH/LDH index value. Acute hypoxia was accompanied by the drop in LDH activity and increased MDH/LDH which was related to anaerobic mode of operation in gill tissue. Under acute hypoxia there was an increase in the relationship in “MDH activity ↔ LDH activity” system (r = 0.81–0.94, p < 0.05–0.01) in all types of tissues, which is typical for the species tolerant to oxygen deficiency. Probably, this effect is achieved by the conjugation of MDH with glycolysis substrates in the conditions of acute O2 deficiency, which excludes the accumulation of lactate during metabolic depression.
Ключевые слова
Библиографическое описание
Солдатов А. А., Головина И. В., Колесникова Е. Э., Сысоева И. В., Сысоев А. А., Кухарева Т. А., Кладченко Е. С. АКТИВНОСТЬ ФЕРМЕНТОВ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБМЕНА И СОДЕРЖАНИЕ АТФ В ТКАНЯХ МОЗГА И ЖАБР МОРСКОГО ЕРША SCORPAENA PORCUS LINNAEUS ПРИ КРАТКОВРЕМЕННОЙ ГИПОКСИИ // Журнал эволюционной биохимии и физиологии. - 2020. - Т. 56, № 3 . - С. 213-223. https://repository.marine-research.ru/handle/299011/11652