Введение к работе
Актуальность проблемы. Биохимические и экологические аспекты процессов жизнедеятельности, имея многочисленные точки соприкосновения, особенно важны для понимания причин устойчивости организма в постоянно меняющихся условиях внешней среды. Изучению изменчивости содержания веществ в клетке в зависимости от разнообразных эколого-биохимических особенностей организма рыб посвящен целый ряд работ, значительное внимание в них уделяется экологическим аспектам биохимии ли-гащоБ (Шульман, 1972; Шатуновский, 1980; Крепе, 1981; Сидоров, 1983).
Исследования в данной области важны не только для всестороннего раскрытия особенностей метаболизма у рыб, но необходимы также для решения некоторых практических задач. В частности,это касается проблемы катаракты у молоди лососевых рыб, создающей, серьезные трудности рыбоводным хозяйствам всего мира (Hoffman,1976; Moore,1984).
В последнее время на некоторых Карельских рыбоводных заводах при размножении хозяйственно ценных лососевых видов рыб возникло тяжелое заболевание глаз молоди рыб-"белогла-зие" (катаракта). Исследование оптомоторной реакции остроты зрения молоди семги, выращенной на Кемском и Выгском рыбоводных заводах, показало, что слабое зрение имели до 30%, а полную потерю зрения- до 35Х всех выращенных рыб.
Изучение патогенеза заболевания позволило установить наличие у рыб ядерной формы катаракты. Реже наблюдаются другие формы катаракты и иные патологические изменения, такие как недоразвитие хрусталика и сужение зрачка. Катаракта появляется уже на первом году выращивания рыб (в возрасте 2-3 месяцев). Наиболее восприимчивы к данному заболеванию озерный лосось и палия.
Поскольку результатами предварительных исследований паразитарная природа катаракты в данном случае исключается, наиболее вероятной причиной ее возникновения является алиментарный фактор.
Определение в кормах тех компонентов, недостаток которых может вызвать катаракту, сопряжено с большой затратой времени и значительными материальными издержками, но в итоге необходимая строгость заключений не гарантируется. Изу-
- г -
чение биохимического статуса и обмена веществ у больных катарактой рыб по сравнению со здоровыми открывает новые возможности в решении проблемы оценки качества корма.
Кроме того, поскольку патогенез катаракты у рыб, животных и человека имеет однотипный биохимический базис (окислительное повреждение липидов и белков, деструкция мембран хрусталиковых волокон, образование высокомолекулярных белковых агрегатов), рыбы как объект исследования представляют дополнительный интерес. В связи с этим особую актуальность приобретает сравнительное биохимическое изучение не только хрусталиков, но и печени больных и здоровых особей.
Дели и задачи работы. Целью настоящей работы было изучение биохимического фона катаракты у молоди семги. Решались следующие задачи:
исследовать липидный статус хрусталиков семги и установить характерные для него особенности;
проследить за изменениями биохимических показателей в хрусталиках рыб, пораженных катарактой;
исследовать липидный статус печени семги и возможные метаболические нарушения в ней, связанные с болезнью.
изучить состояние' свободно-радикальных процессов и систем "гашения"свободных радикалов в хрусталиках и печени больной рыбы..
Фиксировались следующие биохимические параметры: - ли^ пидный комплекс хрусталиков и печени семги ( общие липиды.их основные классы - фосфолипиды, триацилглицерины, холестерин и его эфиры, а также отдельные группы фосфолипидов - фосфа-тидилхолин, лизофосфатидилхолин, фосфатидилэтаноламин, сфин-гомиелин.фосфатидилсерин, кардиолипин, фосфатидная кислота); - жирнокислотный состав общих липидов в тканях хрусталиков и печени; - степень активации свободно-радикальных процессов ( па накоплению малеїнового диальдегида); - уровень антиоксидантний защиты ( определение концентрации восстановленного глутатиона, жирорастворимых витаминов А и Е); - активность в хрусталиках Са++-зависимого протеолитического фермента-каль-паина.
Научная новизна. Проведено комплексное биохимическое исследование хрусталиков семги, здоровой и пораженной ката-
рактой.
Впервые проанализирован состав мембранных липидов хрусталиков рыбы и характер жирнокислотных спектров этих липидов в норме и при "белоглазии".Установлены значительные изменения в липидном комплексе хрусталиков больных рыб.
Впервые параллельно с исследованиями хрусталиков проведен биохимический анализ печени здоровой и пораженной рыбы. Выявлена связь между изменениями липидного состава, жирно-кислотных спектров, уровня малонового диальдегида в печени и хрусталиках семги.
В хрусталиках рыбы впервые оценена активность Са++-за-висимых протеолитических ферментов. При катаракте обнаружено снижение активности двух форм кальпаина.
Практическое значение работы определяется тем, что про-, веденные исследования подтверждают алиментарное происхождение "белоглазия" у семги, выращенной на искусственных гранулированных кормах. Выявленные изменения метаболизма в печени, в том числе - нарушения процессов перекисного окисления липидов, рекомендуют практикам обратить особое внимание на витаминную и жирнокислотную' сбалансированность кормов,а также на наличие в них перекисей. Полученные результаты, явля-' ясь свидетельством в пользу того,, что окислительный стресс может быть пусковым фактором в патогенезе катаракты, указывают также на необходимость контроля за содержанием в кормах достаточной доли антиаксидантав.
Положения, выносимые на зашиту:
-
Для состава липидов хрусталиков семги характерно высокое содержание фосфатидилхолина и фосфатидилэтаноламина. При катаракте происходит количественное перераспределение липидных фракций и возрастает коэффициент ХЛ/ФЛ.
-
Нарушения липидного метаболизма, сопутствующие катаракте, возникают не только в хрусталиках, но и з печени больной рыбы, о чем свидетельствуют однотипные перестройки в фосфолипидах печени однолетней и двухлетней катарактальной семги.
-
В хрусталиках и в печени семги разного возраста ка-тарактогенез сопровождается интенсификацией окислительных процессов и снижением уровня антиоксидантной защиты.
4. В хрусталиках больной рыбы происходит снижение активности Са++-зависимого щютеолитического фермента кальпаи-на, которое может способствовать помутнению линзы.
Апробация работы, материалы диссертации докладывались на XXIII Всесоюзной конференции "Биологические ресурсы водоемов бассейна Балтийского моря" /Петрозаводск, 1991/, VIII Научной конференции "Экологическая физиология и биохимия рыб" /Петрозаводск, 1992/, Международном симпозиуме по зо-оиндикации и экотоксикологии животных в условиях техногенного ландшафта /Днепропетровск, 1993/. VI Симпозиуме по биохимии липидов /Санкт-Петербург, 1994/.'
Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 научных работ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания методов исследования, изложения результатов и их обсуждения, заключения, выводов и списка литературы. Работа изложена на 178 страницах машинописного текста, иллюстрирована 11 таблицами и 35 рисунками. Список литературы включает 355 наименований, в том числе'249 на иностранных языках.
