Известия РАН. Серия биологическая, 2021, № 2, стр. 163-167
Влияние аморфного фенола и его фракций на активность пептидаз кишечника рыб
В. В. Кузьмина 1, А. Ф. Тарлева 1, *
1 Институт биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина РАН
152742 Некоузский р-н, Ярославская обл., пос. Борок, ул. Папанина, 109, Россия
* E-mail: ko6ka_85@mail.ru
Поступила в редакцию 22.05.2020
После доработки 15.06.2020
Принята к публикации 15.06.2020
Аннотация
При исследовании семи видов пресноводных костистых рыб (карп Cyprinus carpio L., лещ Abramis brama (L.), густера Blicca bjoerkna (L.), плотва Rutilus rutilus (L.), речной окунь Perca fluviatilis L. и судак Zander lucioperca (L.)) показано, что в условиях in vitro эффекты аморфного фенола, а также его жидких фракций, образующихся через 12 мес. после производства, видоспецифичны и зависят от концентрации фенола и локализации пептидаз (слизистая оболочка или полость кишечника в случае химуса). Характер влияния аморфного фенола на активность пептидаз кишечника рыб значительно отличается от влияния кристаллического фенола.
Известно, что фенол относится к числу наиболее опасных для гидробионтов соединений, поступающих в поверхностные воды со стоками предприятий целлюлозно-бумажной, деревообрабатывающей, минеральной, химической, нефтяной и металлургической промышленности (Лукьяненко, 1967, 1983; Флеров, 1989; Clayton, Clayton, 1994; Michałowicz, Duda, 2007). Также источником фенола может быть затопленная при строительстве гидроэлектростанций древесина (Сурсякова и др., 2011). Наличие в воде фенола в концентрациях, превышающих предельно допустимые (0.001 мг/л), негативно влияет на различные системы организма рыб: нервную, эндокринную, иммунную, репродуктивную и пищеварительную (Флеров, 1965, 1989; Waluga, 1966; Лукьяненко, 1967, 1983; Clayton, Clayton, 1994; Микряков и др., 2001; Ford et al., 2001; Zaki et al., 2011; Тарлева и др., 2018). Потребность в феноле значительна, поскольку он используется для получения бисфенола А (исходного вещества в производстве поликарбонатов), феноло-формальдегидных смол, синтеза ряда пестицидов и пластификаторов, капролактама, адипиновой кислоты, анилина, алкилфенолов, гидрохинона и других соединений. В последние годы фирмы вместо кристаллического фенола (КФ) поставляют аморфный фенол (АФ). Этот фенол имеет ту же формулу (C6H5OH), однако он значительно отличается от стандартного КФ как внешне (сплошная масса или рыхлые “глыбки” желтоватого цвета), так и способностью переходить в жидкое состояние через 12 мес. хранения при комнатной температуре. КФ в течение многих лет сохраняет свою структуру, а температура его плавления 40.9°C (Гороновский и др., 1987). Если КФ у представителей семейств карповых Cyprinidae и щуковых Esocidae, а в ряде случаев и окуневых Percidae подавлял активность пептидаз, функционирующих в составе слизистой оболочки кишечника рыб (Кузьмина и др., 2017; Тарлева и др., 2018), то АФ в предварительных опытах у этих же видов часто вызывал стимуляцию активности пептидаз, что обусловило необходимость детальной оценки его влияния на активность этой группы ферментов.
Цель работы – изучение влияния АФ и его жидких фракций на активность пептидаз слизистой оболочки кишечника у семи массовых видов рыб России.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Были исследованы лещ Abramis brama (L.) массой 650–750 г, густера Blicca bjoerkna (L.) массой 270–320 г, плотва Rutilus rutilus (L.) массой 300–380 г, речной окунь Perca fluviatilis L. массой 270–335 г и судак Zander lucioperca (L.) массой 480–560 г из Волжского плеса Рыбинского водохранилища, а также карп Cyprinus carpio L. массой 8–10 г и карась Carassius auratus (L.) массой 9–11 г, выращенные на прудовой базе ИБВВ РАН “Сунога”. Материал был собран в апреле–июне 2019 г. Использовали химус и гомогенаты слизистой оболочки кишечника в разведении 1 : 99 (раствор Рингера, рН 7.4). Для оценки влияния АФ (Вектон, Россия) на активность пептидаз вначале предынкубировали 0.25 мл гомогената и 0.25 мл АФ в концентрациях 0.03−0.5 ммоль/л. Через 1 ч после начала предынкубации в пробирки добавляли 0.5 мл субстрата, и смесь инкубировали еще 30 мин. Все операции проводили при 20°С и непрерывном перемешивании. Активность пептидаз (преимущественно активность трипсина, КФ 3.4.21.4) оценивали по увеличению концентрации тирозина при 20°С (Kuz’mina et al., 2019). О ферментативной активности судили по приросту продуктов реакции за 1 мин инкубации субстрата и ферментативно активного препарата с учетом фона (количество тирозина в исходном гомогенате) в расчете на 1 г сырой массы ткани, мкмоль/(г . мин). Интенсивность окрашивания определяли на фотоколориметре (КФК-2) при красном светофильтре, λ = 670 нм. Результаты были обработаны статистически с помощью стандартного пакета программ (Microsoft Office 95, приложение Excel). Степень различия между средними арифметическими и ошибкой среднего (М ± m) оценивали с помощью критерия Стьюдента для малых выборок при р < 0.05, <0.01 и <0.001.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Влияние АФ на активность пептидаз слизистой оболочки кишечника и химуса у рыб разных видов. Степень влияния АФ на активность пептидаз слизистой оболочки кишечника и химуса у рыб разных видов различна (табл. 1). АФ во всех исследованных концентрациях значительно ингибирует активность пептидаз лишь у плотвы. На ферменты карася, густеры, карпа, окуня и судака АФ оказывает стимулирующее влияние, наиболее значительное у судака, а при максимальной концентрации АФ − у первых двух видов. При исследовании леща выявлена смена влияния: при меньших концентрациях АФ (0.03–0.13 ммоль/л) наблюдается ингибирование, при максимальной концентрации − ярко выраженная стимуляция. В случае химуса, как правило, характер влияния АФ на активность пептидаз у бентофагов (карася, леща, плотвы, густеры, карпа) сохраняется, однако у густеры наблюдается смена влияния АФ. Особо следует отметить значительное стимулирующее влияние при всех концентрациях АФ на пептидазы химуса у ихтиофага – факультативного бентофага окуня, а также ингибирующее – у типичного ихтиофага судака.
Таблица 1.
Влияние аморфного фенола (AФ) на активность пептидаз химуса и слизистой оболочки кишечника рыб
| Концентрация АФ, ммоль/л |
Активность пептидаз кишечника рыб, мкмоль/(г . мин) | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| карп | карась | плотва | густера | лещ | окунь | судак | |
| 0 | $\frac{{4.76 \pm 0.17}}{{100}}$ | $\frac{{4.63 \pm 0.05}}{{100}}$ | $\frac{{2.10 \pm 0.23}}{{100}}$ | $\frac{{3.46 \pm 0.15}}{{100}}$ | $\frac{{5.14 \pm 0.14}}{{100}}$ | $\frac{{2.51 \pm 0.06}}{{100}}$ | $\frac{{1.13 \pm 0.05}}{{100}}$ |
| 0.03 | $\frac{{4.22 \pm {{{0.09}}^{{\text{а}}}}}}{{ - 12.4}}$ | $\frac{{4.88 \pm {{{0.09}}^{{\text{б}}}}}}{{ + 5.4}}$ | $\frac{{0.92 \pm {{{0.13}}^{{\text{б}}}}}}{{ - 56.3}}$ | $\frac{{3.54 \pm 0.17}}{{ + 2.5}}$ | $\frac{{3.13 \pm {{{0.06}}^{{\text{а}}}}}}{{ - 39.1}}$ | $\frac{{2.59 \pm 0.12}}{{ + 3.3}}$ | $\frac{{1.25 \pm 0.06}}{{ + 11.1}}$ |
| 0.06 | $\frac{{4.05 \pm {{{0.24}}^{{\text{а}}}}}}{{ - 14.9}}$ | $\frac{{4.93 \pm {{{0.06}}^{{\text{б}}}}}}{{ + 6.3}}$ | $\frac{{0.92 \pm {{{0.05}}^{{\text{б}}}}}}{{ - 56.3}}$ | $\frac{{3.50 \pm 0.16}}{{ + 1.3}}$ | $\frac{{3.97 \pm 0.20}}{{ - 22.8}}$ | $\frac{{2.80 \pm {{{0.12}}^{{\text{б}}}}}}{{ + 11.7}}$ | $\frac{{1.17 \pm 0.00}}{{ + 3.7}}$ |
| 0.13 | $\frac{{4.88 \pm 0.21}}{{ + 2.6}}$ | $\frac{{4.84 \pm {{{0.14}}^{{\text{б}}}}}}{{ + 4.5}}$ | $\frac{{0.96 \pm {{{0.06}}^{{\text{б}}}}}}{{ - 54.2}}$ | $\frac{{3.72 \pm 0.13}}{{ + 7.6}}$ | $\frac{{4.09 \pm 0.0,28}}{{ - 20.3}}$ | $\frac{{2.63 \pm 0.09}}{{ + 5.0}}$ | $\frac{{1.34 \pm 0.06}}{{ + 18.5}}$ |
| 0.25 | $\frac{{4.97 \pm 0.20}}{{ + 4.4}}$ | $\frac{{5.22 \pm {{{0.05}}^{{\text{а}}}}}}{{ + 12.6}}$ | $\frac{{1.18 \pm {{{0.10}}^{{\text{а}}}}}}{{ - 43.8}}$ | $\frac{{3.63 \pm 0.13}}{{ + 5.1}}$ | $\frac{{5.59 \pm 0.28}}{{ + 8.9}}$ | $\frac{{2.38 \pm {{{0.09}}^{{\text{а}}}}}}{{ - 5.0}}$ | $\frac{{1.42 \pm {{{0.06}}^{{\text{б}}}}}}{{ + 25.9}}$ |
| 0.5 | $\frac{{5.39 \pm {{{0.09}}^{{\text{в}}}}}}{{ + 13.6}}$ | $\frac{{6.01 \pm {{{0.08}}^{{\text{в}}}}}}{{ + 29.7}}$ | $\frac{{1.14 \pm {{{0.19}}^{{\text{а}}}}}}{{ - 45.8}}$ | $\frac{{4.42 \pm {{{0.21}}^{{\text{а}}}}}}{{ + 27.9}}$ | $\frac{{8.60 \pm {{{0.28}}^{{\text{в}}}}}}{{ + 67.5}}$ | $\frac{{2.67 \pm 0.18}}{{ + 6.7}}$ | $\frac{{1.75 \pm {{{0.06}}^{{\text{в}}}}}}{{ + 55.6}}$ |
| Химус | |||||||
| 0 | $\frac{{4.30 \pm 0.17}}{{100}}$ | $\frac{{3.97 \pm 0.05}}{{100}}$ | $\frac{{10.50 \pm 0.16}}{{100}}$ | $\frac{{13.96 \pm 0.10}}{{100}}$ | $\frac{{2.21 \pm 0.09}}{{100}}$ | $\frac{{4.72 \pm 0.09}}{{100}}$ | $\frac{{8.06 \pm 0.12}}{{100}}$ |
| 0.03 | $\frac{{3.88 \pm {{{0.12}}^{{\text{а}}}}}}{{ - 9.7}}$ | $\frac{{4.01 \pm 0.14}}{{ + 1.1}}$ | $\frac{{11.16 \pm {{{0.17}}^{{\text{а}}}}}}{{ + 6.3}}$ | $\frac{{12.51 \pm {{{0.16}}^{{\text{в}}}}}}{{ - 10.3}}$ | $\frac{{1.42 \pm {{{0.07}}^{{\text{в}}}}}}{{ - 35.9}}$ | $\frac{{5.80 \pm {{{0.12}}^{{\text{в}}}}}}{{ + 23.0}}$ | $\frac{{6.55 \pm {{{0.12}}^{{\text{в}}}}}}{{ - 18.7}}$ |
| 0.06 | $\frac{{4.13 \pm 0.09}}{{ - 3.9}}$ | $\frac{{4.22 \pm {{{0.09}}^{{\text{б}}}}}}{{ + 6.3}}$ | $\frac{{8.66 \pm {{{0.17}}^{{\text{в}}}}}}{{ - 17.5}}$ | $\frac{{12.60 \pm {{{0.16}}^{{\text{б}}}}}}{{ - 9.7}}$ | $\frac{{1.46 \pm {{{0.07}}^{{\text{б}}}}}}{{ - 34.0}}$ | $\frac{{6.68 \pm {{{0.08}}^{{\text{в}}}}}}{{ + 41.6}}$ | $\frac{{6.85 \pm {{{0.08}}^{{\text{в}}}}}}{{ - 15.0}}$ |
| 0.13 | $\frac{{4.88 \pm {{{0.16}}^{{\text{а}}}}}}{{ + 13.6}}$ | $\frac{{4.26 \pm {{{0.06}}^{{\text{б}}}}}}{{ + 7.4}}$ | $\frac{{9.71 \pm 0.06}}{{ - 7.5}}$ | $\frac{{12.12 \pm {{{0.10}}^{{\text{в}}}}}}{{ - 13.2}}$ | $\frac{{1.73 \pm {{{0.06}}^{{\text{б}}}}}}{{ - 21.7}}$ | $\frac{{6.89 \pm {{{0.14}}^{{\text{в}}}}}}{{ + 46.0}}$ | $\frac{{6.30 \pm {{{0.09}}^{{\text{в}}}}}}{{ - 21.8}}$ |
| 0.25 | $\frac{{5.47 \pm {{{0.23}}^{{\text{б}}}}}}{{ + 27.2}}$ | $\frac{{4.34 \pm 0.24}}{{ + 9.5}}$ | $\frac{{9.76 \pm {{{0.25}}^{{\text{б}}}}}}{{ - 7.1}}$ | $\frac{{12.25 \pm {{{0.25}}^{{\text{б}}}}}}{{ - 12.2}}$ | $\frac{{2.05 \pm {{{0.09}}^{{\text{а}}}}}}{{ - 7.6}}$ | $\frac{{6.64 \pm {{{0.14}}^{{\text{в}}}}}}{{ + 40.7}}$ | $\frac{{6.47 \pm {{{0.05}}^{{\text{в}}}}}}{{ - 19.7}}$ |
| 0.5 | $\frac{{5.51 \pm {{{0.24}}^{{\text{б}}}}}}{{ + 28.2}}$ | $\frac{{5.14 \pm {{{0.12}}^{{\text{в}}}}}}{{ + 29.5}}$ | $\frac{{11.90 \pm {{{0.16}}^{{\text{а}}}}}}{{ + 13.3}}$ | $\frac{{11.42 \pm {{{0.13}}^{{\text{б}}}}}}{{ - 18.2}}$ | $\frac{{2.30 \pm {{{0.09}}^{{\text{в}}}}}}{{ + 3.8}}$ | $\frac{{6.97 \pm {{{0.09}}^{{\text{в}}}}}}{{ + 47.8}}$ | $\frac{{6.26 \pm {{{0.20}}^{{\text{в}}}}}}{{ - 22.3}}$ |
Примечание. Над чертой – ферментативная активность. а – различия между опытом и контролем достоверны при p < 0.05, б – при p < 0.01, в – при p < 0.001. Под чертой – изменение активности пептидаз, % контроля, принятого за 100%; для табл. 1 и 2.
Влияние различных фракций АФ на активность пептидаз слизистой оболочки кишечника и химуса у бентофага карпа и ихтиофага судака. При переходе в жидкое состояние АФ образуются две четко различимые фракции: небольшая верхняя и в 4–5 раз бóльшая по объему нижняя фракция. Влияние этих фракций АФ на активность пептидаз слизистой оболочки кишечника и химуса изучали на примере типичного бентофага карпа и типичного ихтиофага судака (табл. 2). Опыты показали, что верхняя фракция АФ одинаково влияет на пептидазы слизистой оболочки кишечника и химуса у карпа: при низких концентрациях наблюдается ингибирующее влияние, при более высоких – стимулирующие, особенно в случае химуса. У судака ингибирующее влияние АФ (0.03–0.25 ммоль/л) в большей мере проявляется в слизистой оболочке по сравнению с химусом, при концентрации АФ 0.5 ммоль/л сменяется стимуляцией. Нижняя фракция АФ у обоих видов рыб в большинстве случаев оказывает ингибирующее действие на активность пептидаз, особенно при низких концентрациях токсиканта.
Таблица 2.
Влияние различных фракций аморфного фенола (АФ) на активность пептидаз слизистой оболочки кишечника (1) и химуса (2) рыб
| Фракция АФ |
Активность пептидаз кишечника рыб, мкмоль/(г · мин) | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 0* | 0.03 | 0.06 | 0.13 | 0.25 | 0.5 | |
| Карп | ||||||
| Верхняя (1) | $\frac{{4.84 \pm 0.10}}{{100}}$ | $\frac{{4.76 \pm 0.11}}{{ - 1.7}}$ | $\frac{{4.72 \pm 0.12}}{{ + 2.3}}$ | $\frac{{5.76 \pm 0.28}}{{ + 19.0}}$ | $\frac{{5.59 \pm {{{0.18}}^{{\text{б}}}}}}{{ + 15.5}}$ | $\frac{{6.1 \pm {{{0.18}}^{{\text{в}}}}}}{{ + 24.1}}$ |
| Нижняя (1) | $\frac{{6.52 \pm 0.17}}{{100}}$ | $\frac{{4.77 \pm {{{0.10}}^{{\text{в}}}}}}{{ - 26.9}}$ | $\frac{{5.51 \pm {{{0.06}}^{{\text{б}}}}}}{{ - 15.4}}$ | $\frac{{5.43 \pm {{{0.23}}^{{\text{в}}}}}}{{ - 16.8}}$ | $\frac{{6.04 \pm 0.18}}{{ - 7.4}}$ | $\frac{{7.39 \pm {{{0.24}}^{{\text{в}}}}}}{{ + 13.4}}$ |
| Верхняя (2) | $\frac{{1.02 \pm 0.10}}{{100}}$ | $\frac{{0.88 \pm 0.09}}{{ - 14.3}}$ | $\frac{{1.46 \pm {{{0.14}}^{{\text{а}}}}}}{{ + 42.9}}$ | $\frac{{1.75 \pm {{{0.12}}^{{\text{б}}}}}}{{ + 71.4}}$ | $\frac{{1.88 \pm {{{0.21}}^{{\text{а}}}}}}{{ + 83.7}}$ | $\frac{{1.92 \pm {{{0.12}}^{{\text{б}}}}}}{{ + 87.8}}$ |
| Нижняя (2) | $\frac{{2.00 \pm 0.08}}{{100}}$ | $\frac{{1.50 \pm {{{0.08}}^{{\text{б}}}}}}{{ - 25.0}}$ | $\frac{{1.21 \pm {{{0.12}}^{{\text{б}}}}}}{{ - 39.6}}$ | $\frac{{1.34 \pm {{{0.16}}^{{\text{а}}}}}}{{ - 33.3}}$ | $\frac{{1.42 \pm {{{0.21}}^{{\text{б}}}}}}{{ - 29.2}}$ | $\frac{{1.38 \pm {{{0.09}}^{{\text{б}}}}}}{{ - 31.3}}$ |
| Судак | ||||||
| Верхняя (1) | $\frac{{3.15 \pm 0.13}}{{100}}$ | $\frac{{2.45 \pm {{{0.06}}^{{\text{б}}}}}}{{ - 22.2}}$ | $\frac{{2.32 \pm {{{0.15}}^{{\text{б}}}}}}{{ - 26.4}}$ | $\frac{{2.01 \pm {{{0.17}}^{{\text{б}}}}}}{{ - 36.1}}$ | $\frac{{2.54 \pm {{{0.19}}^{{\text{а}}}}}}{{ - 19.4}}$ | $\frac{{5.34 \pm {{{0.06}}^{{\text{в}}}}}}{{ + 69.4}}$ |
| Нижняя (1) | $\frac{{1.88 \pm 0.22}}{{100}}$ | $\frac{{1.40 \pm 0.25}}{{ - 25.6}}$ | $\frac{{1.09 \pm {{{0.05}}^{{\text{а}}}}}}{{ - 14.0}}$ | $\frac{{2.14 \pm 0.15}}{{ + 14.0}}$ | $\frac{{2.45 \pm 0.20}}{{ + 30.2}}$ | $\frac{{2.93 \pm {{{0.32}}^{{\text{б}}}}}}{{ + 55.8}}$ |
| Верхняя (2) | $\frac{{12.51 \pm 0.12}}{{100}}$ | $\frac{{10.19 \pm {{{0.22}}^{{\text{в}}}}}}{{ - 18.5}}$ | $\frac{{10.76 \pm {{{0.27}}^{{\text{б}}}}}}{{ - 14.0}}$ | $\frac{{11.73 \pm {{{0.16}}^{{\text{б}}}}}}{{ - 6.3}}$ | $\frac{{11.77 \pm {{{0.21}}^{{\text{а}}}}}}{{ - 5.9}}$ | $\frac{{15.31 \pm {{{0.97}}^{{\text{б}}}}}}{{ + 22.4}}$ |
| Нижняя (2) | $\frac{{12.51 \pm 0.10}}{{100}}$ | $\frac{{10.46 \pm {{{0.21}}^{{\text{в}}}}}}{{ - 16.4}}$ | $\frac{{10.19 \pm {{{0.22}}^{{\text{в}}}}}}{{ - 14.3}}$ | $\frac{{11.46 \pm 0.65}}{{ - 8.4}}$ | $\frac{{11.81 \pm {{{0.19}}^{{\text{а}}}}}}{{ - 5.8}}$ | $\frac{{13.84 \pm {{{0.26}}^{{\text{в}}}}}}{{ + 10.5}}$ |
ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
При обсуждении результатов, касающихся влияния АФ и его растворимых фракций на активность пептидаз, важно подчеркнуть, что концентрация фенола 0.5 ммоль/л или 47.1 мг/л сопоставима с концентрациями, отмечающимися при антропогенном загрязнении водоемов (Michałowicz, Duda, 2007). Кроме того, в гастроэнтерологии модификаторные эффекты, не превышающие 15%, не рассматриваются как значимые. Следовательно, изменение ферментативной активности, не достигающее 15%, несмотря на достоверность различий, не может считаться значимым. Данные, касающиеся эффектов АФ, в ряде случаев существенно отличаются от результатов изучения влияния КФ на активность пептидаз у тех же видов рыб. Как отмечено выше, наличие КФ в тех же концентрациях, снижало активность пептидаз кишечника у представителей сем. карповых Cyprinidae и щуковых Esocidae. При этом пептидазы представителей сем. окуневых Percidae были относительно устойчивыми к действию фенола (Кузьмина и др., 2017; Тарлева и др., 2018). Действительно, лишь у плотвы все концентрации АФ вызывают значительное торможение пептидаз слизистой оболочки кишечника. У леща значимое торможение пептидаз слизистой оболочки и химуса вызывают только низкие концентрации (0.03–0.13 ммоль/л), а стимуляцию лишь концентрация 0.5 ммоль/л. У карася и карпа выявлена стимуляция пептидаз химуса при максимальной концентрации АФ, а у окуня в отличие от ранее полученных данных – при всех концентрациях АФ.
Приведенные выше данные не позволяют охарактеризовать механизмы влияния фенола на активность пептидаз, однако можно предположить, что в основе наблюдаемых эффектов лежит аллостерическая регуляция активности пептидаз. Аллостерическое регулирование может наблюдаться в тех случаях, когда субстрат-регулятор (модификатор), не будучи стерическим аналогом субстрата данного фермента, может связываться с ним в центре, пространственно не совпадающем с активным центром, вызывая изменение конфигурации и, как следствие, его активности (Jacob, Monod, 1961; Monod et al., 1965). При этом известно, что такие мембранные ферменты, как аминопептидаза, являются амфипатическими, причем гидрофильная часть молекулы выполняет каталитические функции, гидрофобная − якорные (Louvard et al., 1975). Последняя также участвует в поддержании оптимальной конформации фермента и регуляции свойств гидрофильной части фермента (Уголев, 1972; Membrane ..., 1989).
Кроме того, важно отметить, что наименьшие из исследованных нами концентраций АФ и образующихся из него жидких фракций (0.03 и 0.06 ммоль/л или 2.9 и 5.9 мг/л соответственно) значительно ниже концентрации КФ (12.5 мг/л), вызывающей резкое торможение условнорефлекторной деятельности у гуппи Lebistes reticulatus в условиях хронического эксперимента (Матей, 1970). Также известно, что КФ в сублетальной концентрации (3 мкг/л) вызывает патологические изменения структуры и ультраструктуры мезонефроса у серебряного карася Carassius auratus (Флерова (Назарова), Заботкина, 2012). Не исключено, что в условиях in vivo АФ и его жидкие фракции могут оказывать не только прямое, но и опосредованное влияние на синтез и активность пептидаз, поскольку фенол и его производные действуют не только на пищеварительную, но и на другие системы организма, а также на метаболизм рыб (Тарлева и др., 2018).
Таким образом, степень воздействия АФ в условиях in vitro зависит от вида рыб, а также от локализации фермента (слизистая оболочка или полость кишечника в случае химуса). АФ в концентрациях 0.03−0.5 ммоль/л значительно снижает активность пептидаз слизистой оболочки кишечника у плотвы. У леща торможение активности пептидаз слизистой оболочки и химуса вызывают только низкие концентрации АФ (0.03−0.13 ммоль/л). У карася и густеры выявлена стимуляция активности пептидаз слизистой и химуса при максимальной концентрации АФ, у окуня при всех концентрациях АФ лишь в случае химуса. При исследовании судака отмечена стимуляция активности пептидаз слизистой при конценцентрациях 0.13−0.5 ммоль/л и торможение активности пептидаз химуса во всем диапазоне исследованных концентраций АФ. Предполагается, что в условиях in vivo АФ и образующиеся при его переходе в жидкое состояние фракции помимо прямого влияния могут оказывать опосредованное действие на активность пептидаз кишечника рыб.
Работа выполнена в рамках государственного задания (тема № АААА-А18-118012690102-9).
Список литературы
Гороновский И.Т., Назаренко Ю.П., Некряч Е.Ф. Краткий справочник по химии. Киев: Наук. думка, 1987. 829 с.
Кузьмина В.В., Тарлева А.Ф., Грачева Е.Л. Влияние различных концентраций фенола и его производных на активность пептидаз кишечника рыб // Биология внутр. вод. 2017. № 2. С. 104–111.
Лукьяненко В.И. Токсикология рыб. М.: Пищ. пром-сть, 1967. 320 с.
Лукьяненко В.И. Общая ихтиотоксикология. М.: Легкая и пищ. пром-сть, 1983. 320 с.
Матей В.Е. Влияние субтоксических концентраций фенола на условнорефлекторную деятельность гуппи // Гидробиол. журн. 1970. Т. 6. № 3. С. 100–103.
Микряков В.Р., Балабанова П.В., Заботкина Е.А., Лапирова Т.Б., Попов А.В., Силкина Н.И. Реакция иммунной системы рыб на загрязнение воды токсикантами и закисление среды. М.: Наука, 2001. 126 с.
Сурсякова В.В., Бондарева Л.Г., Бурмакина Г.В., Рубайло А.И. Новые подходы к выявлению источников поступления фенолов в поверхностные водоемы // Доклады РАН. 2011. Т. 441. № 6. С. 767−770.
Тарлева А.Ф., Шептицкий В.А., Кузьмина В.В. Реакция различных систем организма рыб на фенол и его производные (обзор) // Проблемы биологии продукт. животных. 2018. № 4. С. 27–44. https://doi.org/10.25687/1996-6733.prodanimbiol.2018.3.27-44
Уголев А.М. Мембранное пищеварение. Полисубстратные процессы, организация и регуляция. Л.: Наука, 1972. 358 с.
Флеров Б.А. Влияние малых концентраций фенола на двигательную, пищевую активность и прирост живого веса карасей // Вопр. ихтиологии. 1965. Т. 5. № 1(34). С. 164–167.
Флеров Б.А. Эколого-физиологические аспекты токсикологии пресноводных животных. Л.: Наука, 1989. 144 с.
Флерова (Назарова) Е.А., Заботкина Е.А. Токсическое действие сублетальных концентраций фенола и нафталина на мезонефрос серебряного карася // Токсикол. вестн. 2012. № 4. С. 49–51.
Clayton G.D., Clayton F.E. Patty’s industrial hygiene and Toxicology. N.Y.: John Wiley & Sons inc., 1994. 132 p.
Ford M.D., Delaney K.A., Ling L.J., Erickson T. Clinical Toxicology. Philadelphia: W.B. Saunders Comp., 2001. 753 p.
Jacob F., Monod J. On the regulation of gene activity // Cold Spring Harbor Symp. Quant. Biol. 1961. V. 26. P. 193–211.
Kuz’mina V.V., Skvortsova E.G., Shalygin M.V. Role of peptidases of the enteric microbiota and prey in temperature adaptations of the digestive system in boreal carnivorous fish // Inland Water Biol. 2019. V. 12. № 2. P. 231–239.
Louvard D., Maroux S., Vannier C., Desnuelle P. Topological studies on the hydrolases bound to the intestinal brush membrane. 1. Solubilization by papain and triton x-100 // Biochim Biophys Acta. 1975. V. 375. № 1. P. 236–248.
Membrane digestion. New facts and concepts / Ed. Ugolev A.M. Moscow: Mir Publ., 1989. 288 p.
Michałowicz J., Duda W. Phenols – sources and toxicity // Polish J. Environ. Stud. 2007. V. 16. № 3. P. 347–362.
Monod J., Wyman J., Changeux J.-P. On the nature of allosteric transitions: A plausible model // J. Mol. Biol. 1965. V. 12. № 1. P. 88–118.
Waluga D. Phenol-induced changes in the peripheral blood of the breams (Abramis brama L.) // Acta Hydrobiol. 1966. V. 8B. P. 87–95.
Zaki M.S., Fawzi O.M., Shalaby S.I. Phenol toxicity affecting hematological changes in cat fish // Life Sci. J. 2011. V. 8. № 2. P. 244–248.
Дополнительные материалы отсутствуют.
Инструменты
Известия РАН. Серия биологическая
Пн.-пт.: 10.00-19.00