Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Особенности метаболизма и адаптивные реакциирыб при действии аммиака водной среды

ВАК РФ 03.00.18, Гидробиология

Автореферат диссертации по теме "Особенности метаболизма и адаптивные реакциирыб при действии аммиака водной среды"

НАЦЮНАЛЬНА АКАДЕМ1Я наук украми 1НСТИТУТ г1др0б10л0гп

Р Г 6 од

, -i ! : - -Í ..... ' ,,

i з .. «i í: /£> прзлях рухопису

ГРУБ1НКО В ас иль Васильовин

АДАПТИВН1 РЕАКЦ11 РИБ ДО Ш АМ1АКУ ВОДНОГО СЕРЕДОВИЩА

0100,18 • пдробюлоп» 03.00.04 • 6ioxiMj*

Автореферат лиссрташ на здобутта тукового ступеню доктора (ЯолоНчних наук

KHfB • 1995

Дйсерташею е руношю.

Робота виконана в лабораторп Oioxiuii кафедри xiMif Чер-BlrtBcbKoro державного педтституту tu. Т. Г. Иевченка та в1д-д}л1 водно! токсикологи 1нституту пдробюлоги ВАН Украит.

Вауковяй консультант: доктор бюлопчних наук О. Ii Арсая

ОфШ1йН1 опоненти:

Доктор бюлопчннх наук Е Д. Соломат1на Доктор бюлопчннх наук, професор Г. I. Калачнюк Доктор бюлопчннх наук, професор Ы. о. Захаренко

Пров1дна установи Ки!вський Нацюнальний ун1версятет '

1М. Тараса Шевченка

Захист в1дбудеться "Sfi* червня 1096 р. о /¿^год. на вас1данн1 спешал180ван01 вчено! ради Д 01.77.01 при 1нститут1 пдробюлоги HAH Укра!яи га адресок 254 655, и. КИ1В-210, проспект repoiB Стал1нграду. 12.

8 дйсерташею полна овнайомитися в б1блютец1 1нституту пдробюлоги HAH Укра!ни

Автореферат роэЮланий "Jz" травня 1095 р.

Вчений секретер спешал1вовано1 ради

кандидат бюлопчннх наук .¡LI ^ел-^ТЕМ. Смирнова

ГК

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ ' '

Актуальность проблем*. Забруднення внутришпх водойм е одним з л1м»туючих фактор1в функцЮнування водних екосистем i суттево впливае на ix бюпродуктивнють. В ав'язку а циы вивчення ф131олого-б1ох1м1чних мехшпзшв адаптаци та o6míhhhx nponecia у риб в умовах забрудйення водних екосистем токсикантами е одн;ею з головних умов розробки ефективних aacoóiB та способа п1двин*эння ctíükoctí ix организму до нових умов ¡снування.

Одним з найнебезпечнтшх для риб токсикант1в, який утво-рюеться у бодоймах унасл1док бюдеструкц!i, вид1ляеться ггдробюнтами- i нагромаджуеться в водному середовшщ при застосувашп метод! в ¡нгенсивного риборозведенья, е aMiax. 1нтоксикащя органi эму риб ам^аком за рахунок посилення катаболизму бглкгв роавиЕаеться також -за нееприятливоЛ да биыностг абютичних факторов середовиша, вюично токси-KaHTjB (Watts Р. L. .Watts D. 1987; Moyano F. , Cardenete G. , 1988).

Осмльки aMiaK e промютою сполукою обману речовин i тиьки в високих концентратах проявляв токсичну Д1Ю, зро-зумьто, шр в риб Функцтиують метабол1чн1 системи його зне:1-шкодження. Тому Штокоикатя ам1аком е зручног моделлю для досл»дженн., механ!зм1В ф1з1олого-бшх1М1чно1 адап^ацп риб до токсикй!-Т1в, як i можуть бути умверсальними, так само, як механ1зми адаптаци до 1ншнх абютичних факторов середовишд ( "Хочачка П. , Сомеро Дж. , 1988). Якщр структурна орган^защя i функцюнування адаптивних систем в останиьому вииадку добре Bi доМ1, то формурання адаптат й у риб до токсикант!В на ф131олого-бюхш1чному та молекулярному pibhüx практично не

вивчен!.

В даний час досл1дження впливу ам1аку на оргашзм г»дроб1онт1в обмежуеться встановленням ЛКвс> та ф1ксуванйям порушень певних функшй оргамзму (Alabaster J. , Lloyd R. , 1980; Руссо P. К. i 1н. ,1989). Однак в!дпов1дь орган!эму на дно токсиканту е результатом взаемодП двох процес1в: дест-руктивних (пошкодження) та компенсаторно-адаптивних (за-хисних)(Строганов Ы.С. , 1972; Ф1ленко О.Ф. , 1990). 1х сшвв1дношення визначае ьитривал1сть риб до д1 i токсиканту та р1вень токсичност1 водного середовища для них. Для людного токсиканту сп1вв1дношення a i олого-б i ох1м i чних ме-xaniaMiB пошкодження та адаптивно-компенсаторних реакц1й не досл!джено. Модель амакового токсикоз'у е зручною для вив-чення цих процес1в.

Мета i завдания досл!джень. Провести комплексну оцижу 6ioxiMi4Hol реакцп органiэму риб на хромчну дно ам1аку, досл1 дити функшонування компонентов та розробити модель адаптацп риб до п1двищених piBHla ам!аку, винайти засоби корекцп обм1ну речойин у коропа за iHTOKCHKauii. ам1аком в метою Шдвипэння витривалост! орган1зму до дп токсиканту.

Реал1зац1я мети зд1йснювалася шляхом розв'язання наступ-них завдань:

- вивчення впливу ам1аку па р1вень i 1нтенсивн1сть утво-* рення К1нцевих продуктов: (Нлкового обм!ну, ам1нокислотний

V склад тканин, та участь амйюкислот в його детоксикацп;

.'■■'- Д0сл1Дження активности та рол1 у детоксикацп ам!аку глутам1но1о1 та NADPH-глутаматдег i дрогеназно i систем;

- виг.Ч'Зння енергетичного статусу орган 1зму риб в умовах 1нтоксикадП ам!аком. Quiнка динам1ки основних енергетичних

субстрат1 в, 1нтенсивност1 функцЮнування шлях¿в енергоутво-рення та систем тдтримання гомеостазу ¡нтермед1ат1в енерге-тичного та вуглеводчого обмшв;

- доел!джйння процес^в детоксикац* амаку у мозку риб, його впливу на ВМ1СТ 1 обМ1Н нейромед1атор1В. Вивчення рол1 гама-ам1нобутиратного шунту у аабезпечеши ст^йкост! нерво-В01 системи риб до ам^аку;

ощнка Ф1з1олого-б1ох1м1чнц!с порушень ам1аком юнно! р1вноваги, буферних систем, властивосгей та функтй гемо -гяоб>ну 1 кисневабеэпечення кров! риб;

- вивчення особлквостей ¡онного обману у зябрах риб та функц!0нування систем вид1лення. Досл^ддагння механ1зм1в транспорту ам!аку в оргашвм риб;

-, Д0сл1Дження впливу бютичних (вм^ни в онтогенеаО та абЮтичних (температури; эабруднення пажкими металами -РЬа+, N12+; ппоксп) факторов на системи аабезпечення гоме-. остазу ам!аку в орган13М1 коропа;

- вид1лення та вивчення властиностей глутам1нсинтетази м'яз1в коропа. Досл1дження регуляцп глутамшсинтетази, роэ-робка способ1в корекцп адаптивних систем ан'яаування ам1аку ; в орган ¡зм1 риб.

Наукова новизна 1 теоретична аначоння роботи. Розви-ваеться концег.д!я формування в орган!8М1 риб за ¡нтоксикацп ам1аком ц1л1сно1 системи ф1зюлого-бюх1м1чно1 адаптацП та знешкодження токсиканту. Бисунуто та обгрунтовано 1дею про каскадний принцип органоацп б1ох1м1чно1 адаптацп у риб до ■ амаку, яка полягае у почерговосп активування систем його знешкодження в час! та 1з зростанням концентрат I.

Вперше встановлено, що адапташя риб до шдвищених

р1вшв ам!аку зд!йснюетъся шляхом його зв'язування в глу-там1н глутам1нсинтетазою, у 1ШРН- гдутаматдег 1 дрогеназн 1 й реакцп та аа участю комплексу реакц1й глюкозо-алан¡нового циклу. Виявлена виключна роль молекулярних форм глуташнсин-тетази в адаптацп риб до ам!аку. Вперше досл!джено молеку-лярний механизм взаемодп ам!аку з глутам1нсинтетазою риб.

Встановлено зв'язок м1ж концентрате» ам1аку у водному середовшЩ та тривал1стю токсично! дп на риб з р1внем ак-тивност1 адаптивних систем йо^о детоксикат 8.

Одержано нош дан1 про активування ам^аком перерозпод1лу ендогенних енергетичних ресурс!в орган1эму. Встановлено сп!вв]Дношення активност! основних шлях1в енергоутворення, виявлено активацио компенсаторно-адаптивних систем енергоза-беапечення орган¿эму риб за дп ам1аку та вивчено 5х роль в його детоксикац11, а також тдтримашй метабол¡чного гомео-стазу в тканинах.

йювлена пров1дна роль гама-ам1нобутиратного шунту в эа-беапеченн! функЩонування нейро-мед1аторно1 системи в мозку риб.

На основ1 досл!Джень кислотно-основно» р1вноваги та юн-ного балансу у кров1 за д11 ам1аку встановлено механ!зми по-рушень його видиення 1з орган¡,;,му риб.

Вперше досл1джено функцюн^ання систем шдтримання го-меостазу ам1аку в орган1зм1 ркО за сшльно! дп. на них аМаку та шших абютичник факто р ¿в водного середовища (теМ-ператури, важих метал!в, ппоксН). Виявлено, що за.р^зйо-характерност! в1дхилень в кожному окремому випадку негативно! дп загопьким для них е порушення систем детоксикатI 1 выведения <м!аку та його гомеостазу у внутрштх органах. На

основ1 корелящйного та дисперсШгого анал1зу м1ж досл1джу-ваними показниками роароблено критер1й оцшкч стану риб аа токсично г д1 г водного середовища.

Вперше очищена глутам!нсинтетаэа м'яэ1в коропа. Вивчено властивост! та регуляшю активност1 4 к молекулярних форм, пр лягло в основу розробки способу корекцп систем детоксикаци ам1аку у коропа канонами двовалентних метал1в.

Практично значения. На основ1 полотення про каскадний принцип орган1заЦ11 610Х1М1ЧН01 адапташх риб до ам1аку об-грунтовано висновок про юнування мшмушв та максимум!в чутливост! риб до ам1аку, як1 в;дпов)дають активному та пригн1ченому стану функцЮнування адаптинних систем детоксикаци, та запропоновано метод корекцП обм1ну речовин у риб в час шдвищено! чутливост 1 ¡х орган 1 эму до токсиканту. •

Шказники специф1чних в1дхилень обм1ну речовин у мозку риб, 1ндукц!ю ним синтезу молекулярних форм глутам!нсинтета-зи, особливост! енергозабезпечення, сШвв1дношення форм 1 зм1ну властивостей гемоглоб1ну запропоновано як б1отести для визначення ступени токсичност1 для риб водного середови-ШЭ (заявка N 4401175 В1д 05.04.1994 р.).

Канонов 1 в^дношення значень активностей глуташ нсинтета-зи в м'язах та глутам^нази в зябрах риб, яке В1Дображае'по-рушення в IX орган13М1 гомеостазу ам^аку, розроблено показ-ник ощнки токсичност 1 для них водного середовиша.

Виявлено, шр ¡они та Са?- е ефективними регуляторами обмту речовин у риб за !ктоксикац! I ам1аком. Встановлено оптимальн! концентрат* та сгпвв1 днокення у водному сере-довиац, за яких активуеться функцЮнування адалтивних систем знешкодження ам1аку в организм! риб.

\

KpiM того; теоретичш положения та практичн1 результата роботи можуть бути використаними в учбових курсах водно i токсикологи та еколопчно! 6íoxímií. Автором використано ix при poapoóm спецкурсу "Б^ологччн! основи взаемодн ор-raHiSMy i середоЕИща" для студент1В йюлопчних специальностей вуз»ь.

Аиробац1я роботы. UwepiajiH дисертацШшх досЛджень до-пов!далися та обговсрювалиея на: V Всесоюзному бюхшпшому в'1эд> (Khíb, 1986); Bcecp»3Hift нарад! "Еколопчна енергети-ка тварин" (Суздал!, 1988); .V та VI Украанських 6íoxíh¡4hhx а'13дах (iBaHo-ípahkibcbk, 1986; Khíb, 1992); IV Всесоюзному

симпозиум! "Роль цишнчних цуклеотид>в i вторинних посеред-

i. ■

ник i в ь регуляцп ферментних процесс (Петрозаводск, 1988);

VII a'iafli Укра1нського . микробюлопчного товарист.ва (MepHiBUi, 1989); 1 та П Всесоюзних симпозиумах а еко-лрпчно* fiioxiMii риб (Ростов Великий, 1987, 1990); VII та

VIII Всесоюзних конференщяхI з еколог1чно1 ф^зюлоги та 6¿oxiMij риб (Ярославль, 1989; Петрозаводск, 1992); YJ Шесошному науково-практичному семыар» "Мехатзми адал-тши> тварин i рослин до екстремальних факторов середовшца" (Ростов на ^ону, 1990); II Всесоюзна конферснцп з рибо-господарсько» токсикологи (Санкт-Петербург, 1991); Шжна-родних науко^их ^юнферс huíhx "Ёкотоксиколопя та бЮ1нди-клЦ>я" СДншропетровськ, 1993) та "Навколишне середовишр |

здоров'я" (4ep¿jBUi, ' 1993); 14 а'1ЗД1 Укра1Нського

i i

ф)вíojoriчиого товариства (Ктв,' 1994); Мхжнародноыу науко-,ро-ыгтодичному c^iMnosiyMi1 "Неперервна еколог^чна осв!та"

НуОлшацИ. ГЪ тем] дисертацн опуСшковано 55 po6¡T.

Структура » об'ем роботк Дисерташя складаеться э всту-пу, огляду Л1тератур!Г, п'яти глав експериментальних досл1дгкень, П1дпумк1п, вис)ювк1в та списку Л1тератури, нкий нараховуе 438 назв. Робота 1люстронала 37 таблииями та 49 рисунками. Загальний об'ем рукопису складне 342 стортки.

Декларац1я конкретного внеску. Вм матер ¡али по доел I дах, !х обгрунтуЕання та висновки виконаш дисертантом особисто.

ЗМ1СТ РОБОТИ.

Махер1али 1 ыетоди досл!дшнь.

Доел!ди проведено на короп 1 Оургтш; саг р 1 о Ь. масою 180-200 г. , який витримувався в ставка:1, з г1дрох1м»чним режимом у межах норми за год1вл1 кормом КШ-II1-10. Досл1дження в онтогенез! зд1йстовали з використанням 1кри р!зних стад1й розвитку, личинок та мальков риб. одержаних та шдрошзних в умовах рибкомбгнату.

У лаборатор11 по 5-8 екз. риб витримували в аквар1умах об'емом 200 л. у В1Дстоян1й водопров1дн1й вод! а вм^стом кисню 7,0-8,0 мг/л 1 яуглекислого газу - 2,2-2,8 мг/л. Вели. чина рН становилз 7,6-7,8. Температура витримувалася ана-лоПчною природой у ставку або задавалася в, залежнос-п в!д схеми проведения досл1ду.

Ф1з1олопчно небеэпечним у розрахунку на не^он^зовану форму прийнято р1вень ам1аку у вед! бия 0,07 мг/л (Козлов В. I. Ч 1н. , 1980; Моуапо Г. , СагйепеЬе С. , 1980 ). Тому -¡та- . новило хнгерес Д0СЛ1Дження динакики 610Х1М1ЧНИХ покаянию в за да ашаку передпоряттого (0,05 мг/л) та позапорогового (0,10 мг/л) р1вн1в , коли стушнь СТРУКТУРН0-ФУНКЦ1..Л!1Х по~-пкоджень в орган 1ЭМ1 е звороттм 1 уожлиЕе фермуваннн у

в1дп0в1дь на дно токсиканту адаптивних систем захисту. Акцент на неююзований акиак та контроль концентрат i саые Hiei його форми зд»йснено э orляду на те, щр неюн^зована форма мае токсичшсть у 300-400 paaiB б!льшу, hi* юн.амонхю (Erickson R. I. . 1985). НеобХ1ДНИй ревень ам1аку у вод! ство-рювали внесениям буферное cyMimi NH40H:NH4C1 (рН 7,2) а вра-хуванням того, щр bmjct у розчинах HeioHiaoBaHoi форми регу-^юеться рН та температурою водного середовища (Руссо Р. К i 1Н. ,1989).. ВмЮт aMiany у' вод1 контрольних aKBapiyMiB стано-

I

вив 0,016+0,005 мг/л. Загальну мльк^сть ам!аку в вод1 визна-Чали фотометрично аа ¡допомогою реакцм Неслера (Лур'е 1й 1й , 1984), a HeiOHiaoBpHorq - розраховували за Emerson К. et а)Л197Б). Лерюд аедшацН риб становив не менше 14 Д1б. ,

I .

Сп1льну ДШ ашаку уа температури, а також ам1аку \ ! 10hib важих метаШв (Pb*-, вивчали в окремих експери-

ментах при температурах води'7, 20 та 25°С. 1они свинцю (0,2 МГ/л) t шкелю (0.02 мг/^i) вносили в воду одночасно а ам1аком у с клад i, HiTpai у свинцю та хлориду шкелю. Сшльний ^плив атаку та гщокс: i моделювали в умовах експериментадь-Н01 установки (Коцар М. I. , 1975). Bmict кясню протягом експы[.именту витримували в межах 2,01+0,02 мг/.i.

Доел)ди по корект обману речовин у коропа >онами Мег+, Соя», Са»+ ва итоксикащj ашаком зд!йснювали одно-чзснны внесениям ам!ша та ix розчинних солей : хлорид»в , цагнш, кобальту, та кальцло i сульфату шрганцс.

^осл)длотали ткани^и M'flaiB, , печ1нки, зябер, моаку, ни-рок га кишечника,, а такрх кров риб.

, Бианнчали »м|ст ашаку (Seljgson D., 1951), глутаШну (Склакова а. 1. Г ih. . 1962), атдних груп у б!лках (Пушк1на .

ЕВ., 1979), аминокислот за ITacxiHOio Т. С. (1964) та на aMiHo-" кислотному анализатор! Т-334, ГАМК (Ali S.N. , 1983), б1лку (Lowry 0. et al., 1951), сечовини (Каленюк В. Ф., 1978), се-ч0в01 кислоти (AcaTiani а С. , 1957). Bmíct «-кетоглутарату, Шрувату, оксалоацетату, малату i глутамагу в м'язах та печ1нщ досл1джували спектрофотометричнО за Bergmeyer Н. U. , Brett Е. (1963), цитрату - аа Teylor Т. А. (1953), кетонових Ti л - за Ваевим 3. I. i íh. (1972). СгИЕэгдношиння CNAD(P) ♦/ NAD(P)H] у MiToxoHflpiflx та цитоплазм i розраховували на основi значень концентрат 1 субстратов лдктат-, глутамат та малатдеНдрогеназних систем (Síes et а'., 1982). Р1вень АТР, ADP та AMP виэначали методом тонкошаг>во! хроматографп на пластинках Silufol, а неорганичного фосфору - за Кондрашовою М.Е i íh. (1966). За показниками üx BMíery розраховували аден1латний енергетичний заряд та енергетичний фосфатний по-1 тенщал (Atkinson D.E., 1968)..

Досл1джували bmíct глюкози i гл1когену (AcaTiaHi ЕС., 1957), аагальний bmíct л1ШД1в та триацилглщершив з вико-ристанням набору реактив!в ф1рми "Chemapol" з екстракшей эа Folch J. (1957), ВЖК ( Прохорова М. Ю. i ih. , 1977).

Продукти ПОЛ (д!енов! кон'югати, гидроперекиси л!П1Д1в та малоновий диальдег!д) виэначали за Ореховичем • В. Е (1977), а 1нтенсивнiстъ спонтанного, Fea* - аскорбат- та NADPH - залежного ПОЛ - за рекомендащями Кричевсько! A. A. i íh. (1976) та Галкгна Б. Е i íh. (1988).

Bmíct íohíb кальщю, магнио, натрио i калио визначали у . сироватщ кров i та'зябрах риб фотометричним методом у по-лум'яному фотометр! ПАЖ-1 та атомно-адсорбШйному Л7ектрофо--тометр! AAS-1.

- 10 -

Вианачали активности ДЦГ, МДГ, ГДГ та урикази як рекомендовано в Biochemica Information (1975); СДГ (Singer Т. et 4l. ,1973), ' З-оксибутиратдеПдрогенази (Brady R.J. et al., J986); фосфогдшанатдепдрогенази, глюкозо-6-фосфатдег¡дро-1'енааи, </ -кетоглутаратдег»дрогенази (Bergmeyer Н. U., 1963); í^iaHiH- та аспартатам1нотрансфераэи (Пасхша Т. С., 1974); г лугам! н- кетокис лотно i ам1нотрансферааи (Calderón I. , 1985); РАЫК-трансаМнааи (Фарад i ев А. Е, 1991); глюкозо-6-фосфатаэи (Львова С.П., 198Б); фруктозо-1,6-дифосфатази (Орехович 1977), глутам!нази (Магарламов Г. A. i íh. , 1979); арг»нази (Coulombe I.I. et al., 1963); глутаматдекарбоксила-зи ( Шатунова ЕР. i íh. , 1962); глутам1нсинтетази (Евстигнеева а Г. i íh. , 1980). Очищения глуташнсинтетази ад1Йснено за Tacftici Т. et al. (1981).

Диск-електрофорез проводили по Davis В. I. (1962).

У кров i риб вианачали рН, рСОг та рОа га допомогою лабораторного М1Кроанал13атора "Radelkis". Загальний bmíct гемоглобину та його форм дослижували за диференщйними спектрами поглинання (Крикливий I.A. i íh. , 1979). Вид1лення ге-маглолб»ну та досл1Д*ення його лужно! i кислотно» денатурат» эд1йснивали аа Стародуб Н. Ф. (1979), а снор1днен!сть до кисню - аа Кляшгор1ним JLB. i íh. (1980). 1 Одержанi реаультати оброблен! статистично а використан-ням метод!в BapiauíflHoí статистики, дисперс1йного та коре-ЛЯШйного анал»ву (Лаюн Г. Ф., 1990).

В робот! використано 6ioxiMi4Hi реёктиви "LKB" (Швец1я), "Reanal" (Угорадна), "Lachema" (Чех1я), "Ferae" (Шмеччина) »а "Ре ах им" кдасиф1кац1 i "хч" та "осч".

- 11 -

. РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛЩЖЕНЬ 1 IX ОБГОВОРЕННЯ Оссбливост! обм!ну азотвм1сят сгалук та функц1онувашп фермент!в анеикидшиня ам!аку. к

Вм1ст ам1аку в органам! риб за його концентратI у вол* 0,05 мг/л не шдвищуеться, а за концентрацН 0,10 мгЛ зростае: в кров! на 50%, печ1нц1 - на 16%, м'язах - на 23?,.. При цьому, в обох випадках зм1нюетЬся р1вень неб!лкови* азотвмюних сполук, як!, беруть участь в обкнн! ам!аку. Нп 89,3% у м*1гааяс та 38,6% у печ!нщ збшшуеться вмют В1льник ам1анокислот, причому як незам1нних, так 1 эам1нних. Одно-часно в цих тканинах зростае активн1сть кислих л!зосомальник проте1наа, щр св!дчить про посилення р' зщеплення б1лк1в риб за ди ам1аку водного середовища та йикористання амИю кислот у метабол!чних процесс, насамперед, у детоксикаЩI аМ1аку.

У прюноводних кюткових риб не фуккцюнуе орштиновий цикл (СгеасИ Ч., УеПаэ Г., 1974), а виведення аМ!аку, як I в 1нших амоетел!чних орган1зм1в, зд1йснюеться глутамновоР системою та а участю алан1ну (СгеасИ У., 1976). В зв'язку £ Цим у пеЧ1нц1 риб не йиявлено зм!ни вмюту сечовини. арпн1ну 1 сечово! кислоти, а такоя шдвищеяня актизност! арг!нази та уриказй. Натомють 1 в м'йзах, 1 в Печ1нц1 ак д1! а«!аку водного середовища зростае р1вень алая 1ну (в 2,0 та 1,2 рази), аспараПново! (в 2,5 та 2,4 разй) 1 гЛутам!но-во! (в 3,0 та 1,2 рази) кйслот, йк1 а'датн1 утворшатися а» рахунок зв'йзування ам!аку, та !х ам1д1я - аспаралну (й 1,о та 1,7 рази) 1 глутам!ну (в 1,4 та 1,3 рази). Зб1льпуеться також к!льк1сть ам!дних труп у б1лках м'яэ!в (н:. 23%) тп печ1нки (на 82%). Поряд з цим зростае актквя1сть аспартат- •

адан1нам1нотраисфераз, hkí епршшгь збиьшенню вмюту

' амошйэв'язуючих аминокислот (Palackova I. et al. , 1986). За

piBHfl aMiaky у вод1 0,05 мг/л bmíct назьаних сполук ,зростае i , '! больше, hí* за його концентрацп у водному середовшщ 0,10

мг/л. чим эабезпечуеться mдтримання ф13¡олог^чно нормального piBHfl aMiaicy в тканинах за його передпорогових концент-

г ,

рац4й у водному середовшць

Одержан» дан! узгоджушться з актившстю наявних у риб амоШйзв'яз'уючих ферментов: глутаматдегiдрогенази та глу-там1нсинтетази. У риб дезам1нування глутемату зд1йснюе НАГНИ)-залежи а глутаматдепдрогеназа, а його синтез КАОР(Н)-залежний фермент (Koyí К., Сарджент Дж. , 1983). Тому сшшдношенням ix активностей регулюе ревень <(-кетоглутара-ту, глутамату та ам!&ку. Amísk водного середовиша пiдвищував активтсть ферменту порпшяноа покааником у контрольных риб в ' присутност! NAD(H) в 1,2. рази в м'язах i в 2,3 рази в печ1НЩ, а з NADP(H) - ь 2,Б та. 4,1 рази в1дп0в1дн0, щр св»дчить про 8м)№нк1я р)внрваги в систем! b6ík утворення глутамату, який е субстратом у гдутам1нсинтетазн1й реакцП.

■За дп ам*аку а концентратi 0,05 мг/л глутамшсинтетазна fiKTHBHíсть тдвшиуеться »а 16 X у м'язах та на 60Z р гк;чищь Нийьищрю активнi сть ферменту була на десяту добу аклшлЦ\ i риб. íliела 18 Д1б глутамиюинтетазна активность гнижукалася. Витримувшшя риб у середовиш з раннем ам1аку 0,10 иг/л супрою'джуьадоея анпбуванням дано! ферментноУ ак-ттнлпч ь г.бох доел!длуьашх тканинах у 2 - 3 рази в м'язал . ?л ü ? - 4 рази у hfrMihui портняно з рибтл, яю витримува-i. а кг'нцс-нтрацид ам)аку 0,05 мг/д. 1з аспльшення» rui ir.'j- и::*)' 1Нг»Суиакнл 4''pn¿>HTiioi активност» аростало.

- 13 -

Електрофоретичними дослидженнями встановлено, щр вияв-лен1 законом!рностi пов'язан1 а синтезом дек1лькох 1зоформ глутам1нсинтетази у В1ДП0В1ДЬ на дно амюку. Вже пЮля. Три-добово} аюпмацн риб у еередовипи в р1внем ам;аку 0,05 мг/л в м'яаах i печати риб виявляються дв1 множинн! молекулярн! форми глутамшсинтетази з Rf 0,56 (ГС 1) та 0,80 (ГС 2), тод1 як у риб контрольно! груш присутня пльки ГС 1. При шШмацп риб до води а равней aMiaKy 0,10 мг/л друга молеку-лярна форма ферменту (ГС 2) також в^деутня.

Синтез множинних молекулярних форм глутам^нсинтетааи у риб регулюеться температурою i эалежитъ bíд сезону риного циклу, щр е адаптивним явиирм i мае суттеве фупкщйне значения. Так, виведення ам!аку ia орган!зму риб -у hopmí здгйснюеться пост1йно присутньою у тканинах ГС 1, яка е м 1 тохондрiйним ферментом. ГС 2, яка локашвована у цито> Плазм! юптин, з'являеться у м'язах та печ1нш риб у весня-но-Л1ТН1й перюд. i¡ функЩеп е асим!ляц$я екзогенного амонш рибами, щр ттенсивно ростуть, у зв'язку в його ак-тивним використанням у цей перюд в бЮсинтетичних процесах. Синтез ГС 2 за дп ам1аку узгоджуеться а сезоннютю бюсин-тезу 1зоформ глуташнсинтетази у коропа 1" пояснюетьея 1ндукщею aMiaKOM утворення додатковог форми ферменту, яка а одного боку, забезпечуе асим!лювання у организм! риб азоту, а а 1Н1ЮГ0 - одночасно функцюнуе як зас i б захисту оргашзму риб bí д токсичних piBHiB ашаку у вод i, шр П1дтверд?уе моя-ливють юоферментно! адаптаци риб не пльки до bmíh температури ( Somero G. N., 1975), а й до токсикант i в.

Однак зв'язування aMiaKy е ефектквним при йс.о концентрат i у вод i б!ля 0,05 мг/л. Ргвень токсиканту 0,10 мг/л

1НГ1буе ГО 2. Встановлено два механ1ами впливу акпаку на >аоформи г^утамшсинтетази. Шнетичний аналгз взаемодп ом1аку а ГС ^ риб, витриманих у середовииЦ з р^внем ам^аку 0,05 мг/л та 0,10 иг/а, показав ванежнють початково! швид-кост! реакцн ь»д вмюту амонш у ¡нкубащйтй сум>пи, яка расв(дчуе неконкурентно тип ^нпбування. Для цитоплазматич-но! форми ферменту встановлено п1двишэння спор^дненост! до амонно ферменту риб, акл!мованих до р1вня ам1аку 0,05 мг/л I аниження У у риб, витриманих у вод! з р1внем токсиканту ОД0 мг/л. В останньому випадку тип 1нг1буванш| - змшаний.

I В досл!дах а введениям в организм риб антиномхцину Д

1 ■ ;

установлено, щр антибиотик ¿нпбуе бтсинтеэ ГС 2 протягоц ^р^ох д1б дп, а ГС 1 - протягом 7 д1б, ир засв1дчуе неаз-лежн(сть синтезу обох форм глутам1нсинтетааи » дае мож-ливють вважати >х 1аоферментами. Про де ев!дчать також дан| 'про властивост! очищених форм фермент!в (табл. 1).

Таблиця 1. Властивосп множинних молекулярних форм г л у-Тащнсинтетааи ы'яа!в коропа.

Показники ГС 1 го у.'

Молекулярна ыаса, кДа (п-б) 480+6 320+5

К. в1Дносно субстрату (мЫ):

: глутамату 14,3 6,0

' амонш 0,048 0,035

: АТР ■ 1,0 0,5

' ю^р магши ■ 0,8 0,7

Орттшъне еначення рЯ 6,0 1 8,2 6,0 г а,2

йпт»Н|ВДЬна температура, 5С 20,0. 30,0

Оптммальнр выношена Ыег»:АТР 2:1 2:1

Одержан! дан1 эб!гакггься з сучасними уявленнями про те, щр зд!йснювана на р!внi кл1тин 6ioxiMi4Ha адаптац!я, яка спрямована на компенсации зовншньо! дп, в!дбуваеться го-ловним чином шляхом координацП smíh концентраЩ! i тип1в синтеаованих продукт i в у кл!тинах, переважно макромолекул, в першу чергу, б!лк1в (Хочачка П. , Сомеро Дж. , 1988).

Можливо, шр вказана ааконом1рн1сть е умверсальною 1 стосуеться, перш за все, юючових функЩйних 6Uk!b, як1 за- ; пускають та контролюють багагокомпононтн! та багатор!внев! метабол!чн! системи.

Однак icHye концентрац!йний nopir ¡эоферментно! адаптацП. Эв'язування ам!аку в е<|ективним за його р!вня в водному се-редовищ1 0,05 мг/л. Вищ! концентрацП токсиканту 1нг1букггь як синтез ГС2, так i i í катал!тичну активнють.

KpiM того, 1снуе часойа межа адаптивно! в!дпов!Д! орган! эму на дно порогового р!вня токсиканту, осмльки значке зб!льшення активносп глутам!нсинтетази спостер!галося на 10 добу акл!мац!5 риб до ам!аку водного середовища, a Í1 зни-ження в!дбувалося, починаючи э 14 доби.

Встановлено, шр за ШПбування глутам!нсинтетази в тканинах риб активуеться NADP(fí)-глутаматдег! дропназа, яка пов'язана з глутам!нсинтетазою тим, що продукт в!дновного ам1нування »(-кетоглутарату - глутамат е субстратом у глу-там!нсинтетазн1й реакцП (табл. 2).

Зазначимо високу активн1сть цього ферменту не т!льки у цитоплазм!, але 1 в м!тохондр1ях м'яэ!в та печткн, де аа данйх умов знижуеться активнють в1дпов1дно1 форми глу-там!нсинтетази. 3 цими даними узгоджуються not зники BMicTy субстрат!В та продукт1В досл!джуваних pearajirt. PiBeHb глу-

- 16 -

Таблиця 2, Вплив ам!аку водного середовиша (0,10 мг/л,14 д!б) на глутам1нсинтетаану (нмоль Ра/(мг б!лку*хв) та ИАОРСИ)- глутаматдег 1 дрогенаану (нмоль МАБР(Н)/(мг б!лку*хв) активност1 у миохондр1ях та цитоплазм! кл!тин м'яз!в 1 печ!нки коропа; п-8.

Фермектна М'яэи ( Шч! нка

актив'нють контроль вплив ИНз контроль вплив ИНз

м1тохондр1!

Глутам1н- 44,76+3,81 32,60+2,10* 42,27+3,72 23,85+2,75*

синтетазна Цитоплазма

18,39+1,65 16,75+1,13 13,80+1,24 М!тохондр!1 15,95+1,50

НАБР(Н)- 2,28+0,35 . 5,95+0,67* 4,64+0,39 16,98+0,21*

глутамат- Цитоплазма

депдрогенаанаО, 4010,06 4,79+0,44* 0,49+0,08 3,10+0,26*

Прим!тка: в таблицях 2-5 * - р<0,05.

там1ну при витримуванн! риб у вод! а вмютом ам!аку 0,10 мг/л анижуеться, а глутамату - зростае 1 в печищ!, ! в м'язах. Вм1ст ¿-кетоглутарату при цьому внижуеться. в печ!нц1 на 551, в м'язах - на 32%, ир аасв1дчуе його використання.

Отже, при энижешн вв'яауванная аы!аку в глутам!нсинте-таэн1й реакцн за дн на риб граничних р!вн!в токсиканту ак-тнвуеться НА0Р(Н)-глутаматдег1дрогенааний шлях його знешкод-ження, який ва ниэьких р1вн!в ам1аку у вод! е мало1нтенсив-ним. Це узгоддуеться а даними про те, вр ИАОР(Н)-глутамат-депдрогеназа мае низьку спор1днен!сть до амонио 1 асим!люе його в умовах, коли концентрат I останнього значно эбиьшу-ггься (Штилов ЕР.,1987). Одержан! дан!, на наш погляд,

!люструють 1снування явишд почергового активування систем, детоксикат 1 ам!аку а шдвищенням його р1вня у водному сере-довищк При еколопчно небезпечних концентрат ях компенсаторною реакц!ею, яка активуеться на зм1ну глутам!нсинте-тазн 1 й, е МЛПР(Н) - глутаматдеПдрогеназна. Однак використан-ня в Шй ¿-кетоглутарату сприяе в^дтокуостаннього а пулу 1нтермед1ат1в ЦТК, що може знижувати ¡нтенсивтсть енергоэа-безпечення организму риб цим шляхом. Тому даний комплексний мехаШзм зв'язування ам!аку у риб можна вважати корот-код11очою адаптащею, яка не може сама по соб! забезпечувати збереження гомеостазу за хрон1чно1 дп токсиканту 1 повинна бути уагоджена з ¡ншими системам' гндтримання пулу Метабол 1тIв, найперше, енергетичними циклами.

Енергетичний статус; орган¡зму риб аа дИ ам!аку.

Токсикорезистентн1сть тварин, включно риб, значною м!рою визначаеться станом енергозабезпечення процеОв детокси-кацп, коньюгацп та' виведення токсикант1в (Лук'яненко Е I. , 1987; \feinert Е. еЬ а1. , 1988).

Нагромадження ам1аку в органах риб викликае перероз-под1л енергетичних I пластичних ресурс 1в 1х орган!эму. За посилення в. м'яаах та печ!нц! протеол1зу ! эростання в них р1вня в!льних аминокислот загальний вмют б!лк!в 'не зм!нюеться. При дп ам1аку в м'язах, кров1 та моаку риб не ЭМ1 нюеться також загальний вм^ст л!п'1д1в та ТАГ, а г печ!нц! лх ревень зб!льшуеться на 30 та 40% вЩповщно. Эростання вмюту ВЖК в кров! е як св!дченням розвитку в орган!зм! риб ст!йкого стрес-синдрому (Меерссн Ф. 3. , 1981), так ! можли-востг IX участ! у бюсиктез* глюкози шляхом глшонеогенезу

та утворенн! кетонових Т1л. Роль вкаэаних сполук у процесах енерговабеапечення оргашзму риб аа д!1 ам!аку, очевидно, неэначна 1 скор^ше пов'яэана з участю л!п1д!в в адаптивн!й перебудов! мембранних структур юн тин, а ам1нокислот у де-токсикацп ам1аку та синтез! б1лк]в, як1 забезпечують адаптации орган!зму до нових умов. Поряд з цим, у печ1нт на 29,АХ, а в м'язах у Б раз!в эменшуеться вмют гл!когену. В печ1нц1 вдв1ч1 зростае концентращя глюкози, а в м'язах та кров! вона не в!др!зняеться в!д аналог!чного показника в контрольних риб. У печ1нц1 коропа в експеримент! зб!ль-шуеться в1дношення ВЖК/глюкоза ( 0,051 проти 0,044 в конт-рол!), шр св1дчить про зростання частки глюкози в енёргетич-ному вабезпеченн1 риб за дн ам!аку.

1

0держан1 дан1 узгоджуються 1з эм1ною ам!аком кислотно-основного балансу та функц1онуванням основних систем енерговабеапечення.

За 1нтоксикац11 ам!аком в кров! риб эменшуеться напруга кисню, шдвишукться рН, а також аагальний вм1ст вуглекислоти та б!карбонат 1в (табл. 3). При цьому анижуеться киснева емн1сть кров!, пр сп!вв!дноситься !з аменшенням в.н!й на 257. вмюту оксигемоглоб!ну та шдвшцэння'м на 26% р!вня метгемо"'-I Тлоб1ну. Ам1ак посилюе дисоц1ацт оксигемоглоб!ну, анижуе йо-го спор!днен!сть до кисню, а також п!двищуе здатнють до лужно! та кислотно! денатуратI. Дан1 ам!ни супроводжуються ослизненням зя'бер та порушенням у них газообм1ну.

За попршення киснезабезпечення тканин активуеться ана -еробний шлях окисления 1 анижуеться активность НТК. 1а забеэ-печенням сталост! рН пов'яаано шдвищення р1вня молочно! кислоти (табл. 4). Детоксикашя ам!аку у МА0Р(Н)-глутамат-

- 1а -

Таблиця 3. Впдив ашаку водного середовшца (0,10 мг/л) на стан кислотно-основное р!вноваги в кров! риб, п=5.

Показники Концентратя ам^аку (мг/л)

0,015 0,10

рС02, кПа 89,1416,72 124,3119,90*

НСОз",ммоль/л 11,8010,88 13,94+1,37

Загальна концентратя

вуглекислоти, ммоль/л 14,2311,06 21,6611,97*

рН 7,71+0,54 7,90+0,40

р02, гПа 18,3611,49 13,77+1,26*

Киснева емшсть, 7,81+0,53 5,13+0,36* мг 02/100 мл

Загальний ам1ак, мкмоль/мл 0,92+0,05 1,43+0,07»

Таблиця 4. Вплив ам^аку водного середовишэ (0,10 мг/л) на ревень метаболитов МАО(Р)-аалежних депдрогеназних систем в м'язах та печ1нт коропа (мкмоль/г тканини), п-8.

Показники Печенка М'язи

контроль | вплив ННЭ контроль вплив инз

Кислоти: молочна 1,69+0,18

п1ровиноградна0412+0,01 ¿-кетоглутароваО, 36+0,05 яблучна 0,24+0,03

цавлевооцтова 0,20+0,03 лимонна 0,34+0,04

глутаМ1Нова 0,91+0,12 МН«* 4,80+0,41

2,20+0,24 3,20+0,28

0,10+0,01 0,15+0,04

0,27+0,04 0,29+0,04

0,26+0,04 0,24+0,01

0,25+0,02 0,25+0,02

0,28+0,03 0,27+0,03

4,0510,32- 1,6910,14

5,60+0,48 3,5810,25

4,3110. 26* 0,18+0.02 0, 27+0. 03 0,2910. 02* 0,Г'.9+0. 02 0,36+0. 05 4,12+0. 30* 6,1510. 36*

Прима тка: контроль - 0,015 мг Ш3/л. .

дег!др0геназн1й ре акт * энижуе вмшт «(-^етоглутарово! кисло-ти а одночасним шдвшценням р^вня глутамату. Посилення гл!кол4ау супроводжуеться зростаннямм активност! лактат-депдрогенааи. Одночасно анижуеться активность ферментов ЦТр-- сукдинатдег1дрогенааи та М1тохондр»йно! малатдепдрогена-9И. Поряд а цим, виявлена висока активы ють МАСРН-генеруючих фермёнпв ПЙИ - глюкозо-б-фосфатдепдрогенази та б-фосфоглю-: конатдег(дра геназ и, нр узгод.жуеться |з аменшенням В1ДНошення НАОР/ЫАОРН у-цитоплазм! кл!тин печ»нки 1 сп» вставляемся а активащею МА0Р( Н)-глутаматдеПдрогенази та зростанням вм!сту ТАГ. 3 посиленням 1Ш) корелюе високий вмют. глюкоаи у Печ!нц! та кровь За вичерпання резерв)в гл!когену м джере-лом може служити глюконеогенез, про активування якого св^чать шдтримання гомеостатичного р1вня глюкоаи в кров!, вростання активност! глюкозо-6-фосфатази та фруктозо-1,б-дй-■фосфатазй у м!тохондр1ях пеШнки 1 IX зниження в м1то-хондр1ях м'яз»в, а також зменшення вшошення ИДО/МОН в цитоплазм! кл1тин пеЧ1нки. Високий ВМ1СТ Шровиноградно! кислоти в м'яэах за дп ам1аку, зростання активност1 алан! нам !нотрансферази в обох тканинах поряд з акхивним глк>-конеогенезом та Шдвищення вм!сту алан1ну у кров1 риб у 2,5 рази е св!дченням функцюнування в орган1зм1 риб в цих умо-. вах глюкозо-алан!нового циклу. Значения останнього полягае у вв'язуванн! ам»аку у м'явах шляхом переам1нування утворюва-ного у МАВР(Н)-глутаматдепдрогеназн1й реакц)I глутамату з п!руватом в алан!н як нетоксичну ! легко проникаючу через дембранн кдтин транспортну форму ашаку э наступним його транспортом у печ»нку, де в алатнатнотрансферазшй реакци вмову утворыетьса гл>таыат, а 8 П1рувату шляхом глшонеоге-

незу синтеауетьея глюкоза. Глюкозе-аланиювий цикл зд1йснюе детоксикацхю акиаку i одночасно забезпечуе метабол!чну р»вновагу. глккози в KpoBi, печ1нщ та м'язах. Глутамат i глутамш, р1вень яких за ди ам!аку в органюьи риб збЫь-шуеться, е субстратними активаторами глюкозо-аланшового циклу (Смирнов-А. Е , 1984).

Таким чином, сгИвЫдношення активности систем енергопро-дукування св1дчить про те, щр вони беруть активну участь у детоксикаци ам1аку (рис.). 3 одного боку, роль енергосистем полягте у постачаши для цього субстратов для NADPH-ГДГ ре-акцн - ¡^кетогдугарату та NADPH, а а iHiuoro - у енергоза-беэпеченн» АТР-залежно* глутам1нсиитетазно1 реакцп. Роль вуглеводного обм!ну полягае також у продукуваннi ла«гату для Шдтримання рН в умовах залул»ння внутри шныжл1тинного серо-довищэ auiaKOM, ресинтеэi глюкоаи шляхом глюконеогеиеэу для Шдтримання а гомеостатичного ршш при i нтенсивному вико-. ристашп глжогену для енергоаабезпечення i активуванш IШ/ для Шдыщення синтезу в1дн0влених форм Скотинам* дних ко-ферменпв. Заэначет функци знижують роль ланцигiв еиерсо -продукування в синтез» АТР, концентрация якого у риб за ди ам1аку значно знижуеться. В ne4iHni та м'язах риб йаго ревень зменшуеться вдв1ч1, а в зябрах - на 40 X. Bycix дрсл1джуваних тканинах змзншуеться сума адеШнуклеотид1Ь, спостер1гаеться зменшення иотенщалу фосфорилюаання, що св!дчить про энимення здатност1 клЛ'ин до синтезу АТР, та аден1 латного енергетишюго заряду. Зменшення продукуьашш • АТР виетупае одн1ею з причин знилення учасп в детоксикаци aMiawy' глутам1нсинтетази, щр приводить до ытжуинння МАПР(11)-глутаматд-;Г1Дрогеназного шляху йсго зношкод^шт va

Рис. : 1. Схема особливостей обм!ну речовин у коропа за дп ашаку.

Шдвищення участ* в цьому процесл глюкозо-аланiнового циклу.

В умовах енергедеф^цитного стану за 1нтоксикацП акПаком в печ!нц1 риб посилюеться утворення кетонових т!л (ацетоаце-тату, ацетону та 3-оксибутирату), як! використовуютьсн як додатковий субстрат окисления у перифер!йних тканинах, най-перше в мозку. Пвень кетонових т1л за дп ам1аку зростае у мозку та м'язах риб, що корелюе з шдвшцэнням активност! З-оксибутиратдеПдрогенази. Використанням кетонових т^л в енергозабезпеченн1 мозку риб СЛ1Д пояснити стаб1льн1сть в ньому р1вня ATP на в1дм1ну в1д ¡нших тканин риб. Виняткове значения енергозабеэпечення мозку за рахунок кетонових т1л пояснюеться зниженням вмюту в цьому орган1 за д!1 ам1аку е(-кетоглутарово1 кислоти та активност1 rf-кетоглутарат-. деПдрогенази, щр св1дчить про 1нг1бування ЦТК. 'Значною Mi рою це викликано конкуренцию за rf-кетоглутарат детоксикую-чо! ам1ак NADP(Н) -глутаматдегiдрогенази та »(-кетоглутарат-деПдрогенази, шр приводить до його вилучення 1з пулу 1нтер-MefliaTiB ЦТК. KpiM того, в мозку за дп aMiaity активуеться функцюнування гама-ам1 нобутиратного шунту. За ¡нпбування ам1аком активност! ацетилхол1нестерази шдвитцуеться 1нтенсивнiсть неенергетично! його гики, шр виражаеться у ШдвищэшИ активност1 глутаматдекарбоксилази та ГАМК-трансам1нази i зростанн! вм!сту ГАМК. Отже, эниження продукування енергП в ЦТК у моаку е насладком виксристання iHTepMefliaTiB вуглеводного обм1ну, насамперед, rf-кетоглута-рово! кислоти у детоксикацп ам1аку та продукуванн1 нейро-мед!атор1В - глутамату i ГАМК, HKi Heo6xiflHi для гальмування збудження, що його викликае амзак.

Адаптация риб до • абЮтичних фактор ¡в середавида

ьд1йснпёться тшсож на р1Ы(1 В1льнорадикааьного окисления мембранних лй11Д1В (Чарнишов Б. 1., 1982; Крепе 6. Ы. 1 1Н. , 1986). Досл1Дженням перекисного окисления лШД1В (ПОЛ) у гомогенатах та субклхтинних фракЩях 61 лих ы'яз)в, печ1нки, аябер, а також у кров! коропа аа д11 ам^аку встановлейо, шр токсикант не викликае абиыяення вмюту малонового диаль-дег^ду, д!енових коныогат^в та гидроперекисей лшд>в в ус1х досл1 джуваних тканинах, крш кров 1. Натомють у риб доел 1 дно I груш ашак активуе ПЛСР(Н) - эалежну систему ПОЛ иоришяно а контролмниш рибами, в яких пе-реважають Ре** -исксфбатааиежне та сиоитаине ПОЛ За да граничних р^вн^в ашаку иорушешш ПОЛ не ыдбуваеться. Активация специфшних систем ПОЛ внбезпачуе той р'вень вшшорадикальних лродео!В, акмй е неойх!дним для нормального функцюнуаання кли-ин, ир доингаетъея актиьуванннм ферментно! сиетеми ПОЛ. Зростання Гюго рол! у перекисни» ампп мембрашшх Л1П1Д1В, яка вд1йоннйтьси у ав'яаку а адалтац!ею оргшиаму до нових умов серодоьищд, ышравдано а точки аору абиьшешш контролю Ылмюрадикальних реакщй шляхом регуляци активност! ыд(юыдннх фирмент!б та концентрат 1 ЫАСР(Н) у ил 1 тинах.

Вашш аы»аку на 1шшмЙ ибшн та процеси екскрецИ у рмй.

Ьа тдьищеннл ршш ам»аку у ьо;ц аростае на 30% його ьм1ст у ьябрах риб, шр поясшиьтьси эниженням. в них май же ьдь»Ч| актшаюст! 'глуташнази та в 1,5-2,0 рази - екскрецп атаку. Г1].н цьому поруиуеуьси юнний баланс у кров1, риб та обы>н к:м!Ь у 1а знбрйх (табл. Б).

ЬиаЛг-нна ам;аку в аябрах риб эд»йснюеться шляхом Юнно-гл ссм.ку ¡л1 и 1 й »лмбрат екскреторних клглш а юна-

- 25 -

Таблица 5. Вплив амгаку водного середовиша (0,10 мг/л) на вм!ст деяких кат|он!в в аябрах та плазм! кров! коропа, мг%; п-5..

Умови • вм1ст катюмв

досл1ду натр Но кал на кальцно магн!ю

а я б р а

Контроль 65,31+5,62 33,12+2,74 75,80+6,87 4,94+3,83

Вплив ЛН, 98,20+8,05* 44,61+3,97» 79,38+7,12 5,63+4,82

плазма кр о в 1

Контроль ' 60,57+5,31 3,73+0,28 3,95+0,25 0,54+0,04

Вплив ДО» 48,43+4,12» 1,64+0,11* 2,81+0,16* 1,04+0,08*

ми натр!», калыцю та кал!ю зовннпнього середовида (Виноградов Г. А., 1990). У зябрах за Д!1 екзогенного ам!аку в1рог!дно зростае вм!ст !он!в натр!ю та кал!ю. Р!вень юн!в магн!ю та кальцт не ам!нюеться. Натомють у кров! вм!ст !он!в натрно, кал!ю ! кальцно знижуеться, а юн!в магн1ю -шдвищуеться в 2 рази. Одержан! дан! св!дчать про спрямуван-ня !ои1в у зябра за дп ам!аку, пр приводить до !х видаленнп !з орган1зму риб. Зростання вмюту магн1ю в кров! можна пов'язати з 3:.м1щенням ним. I !он!в кальцно з метою шдтриман-ня електрол!т1.ого складу кров1.

3 метою досл!дження рол1 окремих катюн!в в обм!н! ам!аку в зябрах вивчено кинетику його'нагромадження в цьому орган! шляхом ¡нкубацп 1зольованих зябрових пелюсток у роз-чин! Р!нгера, який м!стив 0,10 мг/л ам1аку. Встановлено, шр поглинання амтку в присутност! вс1х досл»джуваних кат юн ¡в К», Саз*) е найвиадш пор!вняно з випадками, коли

транспорт якогось а ЮН1В в мембранах кллин аябер ¡нНбу-вався. Биьшою М1рою обшн ашаку у эябрах риб визначають ¡они Саг» та К», щр уагоджуеться а даними аабеапечення потреб риб у цих Юнах аа рахунок абсорбцн 1а води (Виноградоь I'. А., 1987). Одержан! реаудьтати коредшгь а р1внем а»стив-ност1 Юн-специф1чних АТР-аа у аябрах.

Найэначшше аниження активности АТР-аа . ам^акои спостер!гаеться при 1нг1буванн1 транспорту в аябрах юшв Саг-е, аа щдвщенкн р1рнн яких у середовишд а вмгстом ам!аку 0,10 мг/л аростае Саг^-АТР-аана активность, . шр е додатковим шдтвердженням кх провинок рол1 у регуляцп транспорту ам!аку в аябрах риб. Це уагоджуеться а даними про значну втрату орган1змом риб 1ошв Саг-. -Зменшення виходу М^ а организму риб аа дп ам!аку сп)ВВуноситься а аниженням у 8 раа1в активност! К£г+-АТР-ази. Враховуючи, шр м^тохондрп аябер коропа волод^ють високою кальЩйзв'язуючою адатшстю, а нагромадження кальцию супроводжуеться аниженням АТР-азно! активности (Соломат! на В. Д. , 1988), шдвищення активност! Саг-^-АТР-ааи аа дн ам1аку уагоджуеться а фактом його вида-лення 1з орган!зму I поряд з одночасним аниженням активност1 та Ма+-К+-АТР-аа Шдтверджуе пров1дну роль Саг* в ЮНН1Й адаптаци риб до Шдв'шцених Р1ВН1В ам^аку.

Вплив аШатичних факто;:»в водного середавща на лроцэсм дагокськацН ам!аку в оргшЛам! риб.

В аабруднених водоймах аавдяки ф1аико-х1М1ЧН1й взаемодм . м!ж собою токсиканти утворкргь комб!нацП а синерпчнок} токсичьою д1ею, яка посилюеться за несприятливих ЗМ1Н ¡нших фактор; в водного середовищ (Адабастер Дж. , Ллойд Р., 1984;

Лук'яненко Е 1., 1987). На токсичшсть аниаку значно вплива-ють температура (Gluth Q., 1984), bmict у вод! кисню (Thurston R. et al., 1981) та присутнЮть 1он1в важких ме-тал!в (Руссо Р. К. i in., 1989).

За д11 ам!аку водного середовишз при р!оних температурах найменш1 В1дхилення эначень досл1джуваних показйик1в глу-там1ново| системи його знешкодлэння виявлен1 при 20°С. При температур1 води 7°0 та 25°С у м'язах» печ1нщ, кишечнику та мозку риб за Д11 ам1аку його вм1ст зрос'тав на 30-50%. Зни-ження 1 п1двищення температури пор!вняно в 20°С викликае та-кож зменшення активностей глутам1нсинтетази в м'язах та поч1НЦ1 та глутам1нази у зябрах i нирках. При цьому як у внутр!шн1х органах, так 1 в органах виведення на 10-25% мдвишуеться актившсть алан1нам1нотрансферази, пр вказуе на зростання участ1 алан1нового шляху внутр!шньокл1тинной де-токсикацН: ам!аку в цих умовах. Загалом порушення детокси-кац1е i виведення ам!аку за п!двищення його р!вня у водному середовищ1 поглиблююггься за низьких температур, що може бути пов'яаане з накладанням токсичного впливу та порушеннями ме-табол1зму, як1 викликаються низькими температурами. Шдпи-щення вм1сту ам!аку в орган1зм1 риб при 25°С узгоджуеться а данями про госилепня у коропа при ц!й температур! мета-бол!чних npou'-ciB, щр приводить до гидвищення утворення ам1аку за рахунок внутр1шньотканинних джерел.

За сшльно! Д11 1он1в свинцю та ам1аку р1вень останнього шдвищуеться нав1ть у мозку риб, найзначн!ше при 7 та 25®С, пр св!дчить про загальну розбалансован1сть реакц!й знешкод-ження ам1аку в оргашзм!. Ативн1сть глутам!нсинтетази при 7°С в ycix доел!джуваних тканинах знижуеться на 5-17%. При 7

та 25'С в эябрах аростае активн!сть глуталонази. НатоШсть у кишечнику, мозку та нирках Н piBeHb знижуеться. 1они свинцю та ашак шдвищують активнють алан!нам1нотрансферази при 7°С значниле, Н1ж амак окремо. Синерпчний характер дН аМаку та Iohíb свинцю проявляеться також при 20 та 25°С, коли акгивнють ферменту значно знижуеться. За стльно! дп ам1аку та íohíb свинцю сильн1ше, hík за дп amiaky окремо, в тканинах риб эростае bmíct глутамту i знижуеться i нтенсивнють виведення ам!аку. Присутн1сть у вод! íohíb свинцю при температурах 20 та 25°С знижуе ефективнють де-токсикацп ам1аку через утворення алан1ну. Синернчну дно 'розглянутих токсикант.1в можна пояснити незалежним впливом на pí3hi ланки обм!ну речовин. •

За дп сумШ! íohíb мкелю з ам1аком в ycix досл1Джува-них тканинах при 20 та 25°С bmíct ам1аку пор1вняно з контролем знижуеться, а при 7°С - близький до значень в контроль При цьому pibehb ам1аку в opraHísMí риб при bcíx температурах е меншим пор1вняно а випадком д!1 ам1аку окремо. Актив-híctb глутам1нсинтетааи. знижуеться в м'язах та мозку i-аростае у печ1нц! та кишечнику. Останне мае М1сце при.температурах води 7 та 25°С. Це приводить до збереження пулу глу-там1ну в печ1нц1 та меншого' лоливання активности глутам1нази у зябрах. За сшльноа дп ашаку та íohíb н*келю водного се-редовища глутам!новий шлях детоксикац1i ам1аку функШонуе активно при 20 та 25за рахунок чого i забезпечуеться ■ високий р!вень виведення шпаку is орган ¡амуриб. Можна за -эначити вишу актившсть глуташново! системи. при 25иС; nopiвняло з 20°С.

Стушнь порушення доел ижува них функЦ1Й за спиьно* дi i

- 29 - "

ам!аку 1 никелю виявився мсншим, н!я за дп свинцю та ам1аку, пр пояснюеться здатШстю н!келю на в!дм!ну в)д евин- ■ цо утворювати з ашзком рухлив! високопроникн! через мембра-ни кл!тин комллекси (КаЬг В., 1979).

В умовах експериментаяьно! ПпоксП не виявлено зб!ль-шення вмюту ам!аку у м'язах, печ1нц! 1 зябрах, а у мозку Його р1вень в 1,5 рази знижуеться. АктивШсть глутамшсин-тетази у мозку як в умовах ппоксп, так 1 за сп!льно! дП г1пскс11 1 ам1аку знижуеться. Р1вень г лутам! ну в обох випад-ках гакож зменшуеться.

Ф1з1олопч1го нормальний р1вень ам1аку в орган1зм! риб за дп ам!аку в умовах ппоксп пов'язаний скорНзо не 1з його эв'язуванням у глутам1н глутам1нсинтетазок), а з посиленням виведенпя, огк1льки в зябрах у 4,5 рази зростае активнють глутам1нази. Кр!м того, в умовах ИпоксП за рахуиок акти-вацп гл1кол!зу збиыпуеться утворення 1нтермед!ат!в глюко-зо-алан1нового циклу - лактату 1 Шрувату, завдяки чому роль останнього за спиыго! дп аМ!агсу 1 ПпоксП у знешкодженн! ■ ам!аку зростае.

Загалом поеднання токсично! 1 температурно! д1I порушуе сп!вв1дношення активностей зв'язування ам1аку глутамшеинте-тазою та його видалення з участю глутам!нааи у зябрах- Це приводить до гм!ни метабол!чного балансу в органам! риб I його 1нтоксикацН ендогешшм ам!аком, що супроводжуеться лого нагромадженням у мозку та поруиенням функцЮнупппня Щ!'.:.

За даними регрес!йного та кореляшйного аиал13!в нг^гишн залежн!сть виявлона м!ж р1внем ам!аку у мовку та пшюш?нннм активност! глутам1нсинтетаэи в м'явах до активност! глу-там!нази в дябрах (табл.0).

- оО - ■

Таблица 6. Значения показника в!дношення активност! глу-там1нсинтетазно! активност1 у м'язах до глутам1назно1 актив-нос^ в эябрах коропа за дп досл1джуваних фактор!в водного середовишд.

Температура,°С Тип токсично! Д1!

контроль №3 РЬя*Ш? Жа-Ш, Г1покс1я Я

7 9,1 7.5 4,1 . 6,2 - -0,60

20 8,8 8,6 9.4 10,9 1.6 -0,71

25 11.4 . 7,2 6,1 10,0 -0,69

И - коефЩ1ент кореляцп показника з р!внем ам!аку в моэку.

Значения даного показника коливаеться валежно В1д типу токсично! д1! у межах 4-11 при 7 та Е5°С 1 8-11 - при 20°С. Для контрольних риб його значения становить 10+1 при вс1х досл1джуваних температурах водного середовища. В1роПдке в1дхилення В1д норми р1вня ам1аку в мозку спостер1гаеться при значениях показника менше 6. Тому його аменшення св1дчить про ст1йку 1Нтоксикац1ю орган1зму риб ам1аком.

Вказане сп1вв!дношення пропонуемо як тест-показник для оц1нки порушення ф1зюлого-бюх1М1чного статусу орган1зму риб при досл1джених типах токсично! дП.

Регуляц1я адаптацН ржа до ам!аку.

3 огляду на те, ци 1нтенсивн1сть функцюнування глутам1Ново! системи знешкодження ам1аку у риб та швидкють 1 збалансован1сть його обм1ну у ¡х эябрах лежать в основ1 ада-птацп до токсиканту, шдвишоння ст1йкост1 риб до ам1аку можна зд1йснювати через регуляц!ю цих процес!в.

Ш очишрних препаратах 1зоформ глутамгнсинтетази вста-

новлено, ар ix активность анижуе ADP, Шдвищуе АТР та АЫР в концентрацп до 6,0 мМ/л.

Глутг^м^н, алан i н та триптофан е яскраво вираженими 1НПб1торами кумулятивно! дп для обох ¿аоформ глутамшсин-тетази. Пстидин та глщин незалежно В1Д концентрацп суттевого впливу на активность ферменту не спричиняли.- Серии, глщин та аспарапнова кислота аначно анижували активность обох форм за концентрацп 1,0 мыоль, але п1дви1дува-ли 11 при зростанш концентрацп до 20,0 ммоль/л. Amího-кислоти в практиц1 рибництва широко застосовуються як дода-ток до норм!в 1 можуть бути використаними для корекцн обмцу речовин у риб за дП ам^аку.

Виявлено, ир краном йоном-кофактором для глутамшсинте-тааи коропа'е юни Ме2^- 1они марганцю, кобальту, залива та цинку окремо та в сумШ а юнами магнш анижували ак-тивн!сть обох 1зоформ глутамшсинтетази пор!вняно а показни-ком активности в присутност1 iонiв магнио.

В дослгдах ín vivo íohh MarHiio за концентрацп в вод! 2,Б ммоль/л в присутносп 0,10 мг/л ам1аку 1 тдвищувалц Р1вень глутам1нсинтетазн01 активност! у м'язах пор!вняно в; випадком дп ам!аку окремо. При цьому в зябрах та мазку риб зростала актигшсть глутам!нази, а р1вень ашаку знижувався.

В аналог!'шому дослд!lidiar,шкзльтю, як! найэиачнше ро-гулюють- обм1н ам1аку в гябрах риб, за ix концентрацп 3,0 ммоль/л р!венъ активност! глугам1нсинтетази був близьким до эначень у риб контрольно» групи. Одна« у зябрах i они кальции аначно активусть глутам1наэу, шнбовану атаком. Р1ввнь шаку при цьому энижуеться в аябрах та леч!нщ. Огже, юни кальшю водного середовиир в!дм!нно Qiд tон 1 в магнио активу-

ють виведення ам1аку 1з организму» шр узгодиуеться з високою твицк1стю ¡х асимишвання клгтинами зябер.

За сшльно! присутносп зазначених !он!в оптидальниыи були концентрат5 юн!в кальцию 3,50 ммоль/л та магнио -4,52 ммоль/л. В цьому випадку в 2 рази зб1льшувалася активность глутам1нсинтетази у м'язах та в 1,5 рази у пешнц! риб. Одночасно в мозку та, особливо, у эябрах коропа врастала актившсть глуташнаэи. Р>вень глутам!Ну також збгльшу-вався, кр1м зябер, де в1н роэадзплюеться глутамшазою. Р1вень ам!аку в ус»х досл!джуваних органах риб аменшувався. Отжв,

за сшльнох присутност! {они ыагнно та кальщю в умовах #

токсично! ди ам1аку шдвишуоть як Штенсивнють його ав'язування в орган¡зм! риб, так 1 йаидюсть виведення. Про нормал!защю даними 1 пнами ам»акового гомеостазу в орган! зш коропа св!дчить також запропонований нами коеф!ц1ент, вна-чення якого у риб, витримуваних в вод! а вказаними р!внями цих 1он!в становить 10,8 проти 5,1 у риб, як! зазнали ДИ ам1аку. Всгацовлен! концентрац!I 10Н1в магню та кальшю рекомендуемо як вас!б п!двиш,ення ст1йкост! риб до.ашаку водного середовишд.

Адаптивна в!дп0в!дь г!дробюнт1в на Д!ю токсикант1в характеризуемся фаанютю, яка полягае в юнуванн! м!н)мум!в та максимум!в пошкоджуючоI д!! токсиканту та розвитку компенсаторно-адаптивно! реакцп до нього (Ф!ленко О. Ф., 1990). Надходжвння токсиканту в орган!зм викликае миттеву в!дпов!дь на токспчну д!ю, а за появи ознак пошкодження при хрон1чн1й 1нтоксик.эд11 в бЮлопчнШ систем! активуються процеси, спрямопе.Н! на 1х компенсацш. В1Дпов1ДЬ, пор!вняно з про-

цесом пошкодження, аашзнюеться в час1, але зростае !нтенсив-Н1ше. В результат! цього система переходить на новий р!вень активность Тому в процес! реагування организму на дно токсиканту формуеться два Шки актйвност!. Фазшсть ефекту проел! дковуеться в час» та а але лага вгд концентрац!! токсиканту.

У нашому досл1дженн! одержано докази !снування фазного принципу адаптац!! на метабол»чному р!внь За концентрацп ам^аку у водному середовиии близьк!й 0,05 мг/л його знешкод-ження забеапечуеться глутам!нсинтетазою. Позапороговий ревень токсиканту (0,10 мг/л) за хрон1чно! дп значн!ше впливае на енергетичний обм!н, кислотно-основний та мета-бол!чний гомеостаз, у результат! чого глутам!неинтетаза !нг!буеться. Натом!сть, як компенсаторно-адаптивна в!дг[ов!дь, активуеться Н/ШРН-глутаматдеИдрогеназа та комплекс реакшй глшозо-алан! нового циклу, нк! поряд з детокси-кащею ам!аку, шдтримують гомеостаз глюкови в организм! риб 1 формують необх1дний пул субстрат!в для ИАОРН-глутамат-депдрогенази та глутам!нсинтетази. .

Таким чином, за концентрацайною шкалою в орган!зм! риб функцюнуе каскад почергово активованих адаптивиих реакц!й, як! ам!нюються у в!дпов1дь на зростання пошкоджуючого впливу

I

ам1аку. Фаашсть в!дпов!д! мае м!сце 1 в час!, оск!льки до 18 Д1б акличцп риб до води а Шдвищзним р!внем ам!аку активы 1сть глутам!нсинтетази знижуеться, але глутаматдег!дро-генаана активнють залишаеться високою. Б!олог!чна суть та-ко» орган!зацП б1ох!м!чно» адалтацп може нолягати у шдви-щенш витривалост1 орган!зму до хрон1чно* ди токсиканту шляхом активац!л чергово! адаптивно! системи детоксикащ! Шелл злиження с-фективлост! лспередльо!. При цьому забезне-

чуеться адаптац!я на 1ниому р1вн! !нтенсивност1 дп фактору.

Тому як критер1й еколоично! витривалост 1 риб можна роа -

■ ■ <

Гляддти не т1льки наявн!сть певних адаптивних систем, але й швидк1сть IX формування та зм1нн. 3 огляду на зазначене по-ряд а в1домими принципами в!дпов1д! орган1эму на д1ю фактор] в середовищ каскадпий принцип також можна вважати функщйно вир1шальним в адаптацп риб до токсичних речовин.

ВИСНОВКК 1. АМ1ак водного середовища активуе розщаплення 61лк1в л!восомальними проте!нааами, прискорюе переам1нування аминокислот в АлАТ та АсАТ реакц!ях, дезаШнуванкя у НАЛН-глута-матдег1дрогенназн1Й реакцП та п1двищуе ввидкють 1х вико-ристання в синтез1 адаптивних б!лк!в, енергозабеапеченн1 1 в детоксикаци аы!аку.

2. За дп ам1аку водного середовиша в концентрацИ 0,05 мг/л активуеться утворення глутам1ну в глутам!нсиктетазн1й реакцП. 1з эростанням концентрацИ токсиканту до 0,10 мг/Л . та зб1льшенням пер!оду акл1мацп риб актива!сть реакцП знижуеться. У першому випадку ам!ак викликае, а в другому 1нг1буе синтез адаптивно! 1зоформи глутам!нсинтетази. Вста-новлено, шр ам1ак ьрипнчуе йк синтез ГС2, так 1 акгивнють ,!зоформи ферменту шляхом взаемодп в ним, шр супроводжуеться . зм1ною К1нетичних параметр1в глутаМ!йсинтетазтго1 реакцП.

3. За умови !нг1бування аМ1аком глутам1нсинтетазно! ак-тивност1 та синтеву адаптивно I- 18оформи ферменту активуетЬся ЦАОРН-ГДГ шлях вв'язування ам1аку. Спрямованють глутамат-депдроп назно1 реакцП змидуеться в бж утворення глутама-ту, ир е причиною вилучення «(-кетоглутарагу а ЦТК та пору-

- 35 -

шення енергетичного обм(ну в печшШ 1 м'язах риб.

4. Надлишок ам!аку у водному середовшд! та орган 13М1 риб ам1нюе спрямованють та швидкють леретворення енергетичних субстрат!в, головно вуглевод1в. Мехашам пошкоджуючо! дп ам»аку у системах енергоэабеэпечення полягае у: виб!рковому вилученн1 ¡а метабол1чних ланцюПв окремих пром!жних метаболит ¡в (лактату та ¿-кетоглутарату) дли детоксикацп ам>аку та П1дтримаяня кислотно-основного 1 метабол¡чного гомеостазу; зниженн! активное^ аеробного шляху продукування енергп та посиленш глшшву; зм1Ш сшвв^дношення !Пкотинам1дних КоферменИв; посиленн» гл1кол1зу у м'язах та глюсонеогенезу у печища з одночасним функдюнуванням глюкозо-алан Iнового циклу; знииенн! стану фосфорилювання аден1ннуклеотидно| систеыи та активуваши за цих умов додатково! системи енергоэабеэпечення шляхом синтезу кетонових т1л.

5. Адаптивна система реакщй анешкодження ам1аку побудо-вана за каскадним принципом та характеризуемся эм^ною функщйно! активност! окремих к к ланок за концзктац1йною та часовою шкалами. Встановлена посл1довн)сть запуску та ¡нПОу-ванвя глутам1нсинтетазно8 1 МАОРН-глутаматдэг1дрогенаано1 реакц1й, а також пов'язаного э ними комплексу реакщй глюко-80-алан1нового циклу, як1 эд1йснюють детоксикашю ам!йку та п1дтримують кислотно-основиий гомеостаз в оргашам1 риб.

6. Особливост» обмшу речовин у мозку риб за »нтокси-кацп |х орган!зму ашаком полягаюгь в активному утворенш а глутамату ГАМК, щр приводить до видученнл «¡-кетоглутарату з НТК та 1нг1бування останнього, зниженн! активност1 енерге-тично! плки 'гама-ам!нобутиратного шунту а одночасним зростанням функцюнування Лого нейро-мед1аторно< ланки при

- 36 -

1нг1буванн1 ам1аком ацетшшшнестеразно! активность

7. Нарушения ам!аком енергозабезпечення значною м!рою е насдцдком зниження постачання кл1тин киснем та зм1ни кислог-ио-основно! р1вноваги 1 юнного складу кров! риб. За д! 1 ам1аку водного середовиша у риб зм1нюеться сп!вв^ношения форм гемоглоб1ну !з аростанням вм!сту функщйно неактивних мет- та дезоксигемоглоб!ну, порушуеться дисощащя оксиге-моглоб1ну, а також зростае його здатн)сть до кислотно! та лужно! денатураци. В кров! посилшгься процеси ПОЛ.

8. Ам!ак водного середовиша порушуе обм!нн1 процеси у зябрах риб, шр виражаеться у зниженн! вид1лення ам!аку, зростанн! його вм1сту у зябрах, зменшенн! в них активност! глутам!нази та АТР-аз, втрат! ЮН!в Са*~, Иа-% К», вилученн! 1х !з кров! ! 1нг1буванн1 абсорбцп в оргатзм !з водного се-редовишэ- Щ Зм1ни<одн!ёю з основних причин порушення кислотно-основного та метабол!чного гомеостазу в оргашзм! риб.

9. Висока токсичн!сть ам!аку для риб на ранн!х стад!ях онтогенезу пов'язана э недостатньою сформованютю - та зор-,ган!зован!стю системи знешкодження даного токсиканту, насам-

перед, завдяки в!дсутност! синтезу ГС2, яка з'являеться у коропа на стади вилуплення личинки.

10.' Д!я ам!аку модиф1куетьея низкою абютичних фактор1в водного середовиша. Його токсичнють п!двишуеться при зни-

• женн! . . температури до 7° та !£ зростанн1 до 25°С пор!вняно з 20°С. 1они свинцга водного середовиша при ВС1Х досл!джуваних температур за сп!льно1 ди з ам^аком проявляли синернчну д!ю. 1они н!келю знижували вплив ам!аку на обм1н речовин у риб. Г!г.очс1я посилювала вплив ам1аку на адаптивш системи захисту сргаюэму риб в!д токсиканту. В ус1х випадках мето-

- 37 .дом двофакторного анал!эу встановлена лроводна роль у прояв! токсично i Д11 водного середовища на риб допомШюго фактору, який значною Mipon модифжуь вплив ам1аку та посилюе чут-ливють орган i эму до нього шляхом порушення систем його де-токсикацп. На ochobí показникгв глутамоново! системи де-токсикацп aMiaKy у коропа розроблено cnoci6 ощнки токсич-hoctí водного середовип©.

11. В м'язах риб виявлено дв1 1зоформи глутамшсинтета-зи, як! в1др1зняються за субшйтинною локалозащею, електро-форетичною рухлийгстю, ыолекулярними масами, оптимаяьними значениями температури i рН, к1нетичними характеристиками, а також чутливютю до регуляторних фактор i в. ГС 1 е постШю лрисутньою формою ферменту i забеэлечуе регулящю ровня та знешкодження ам1аку у юптинах за його фозюлопчних концентраций. ГС 2 синтезуеться за Шдвив^ння р1вня aMiaKy у водному середовищ! i эабезпечуе зв'яэування та включения амон!йного азоту в бюсинтетичш процеси та його анешкоджен- • ня при небезпечно высоких концентрац1ях. ;

12. Виявлено високу чутливють 1зоформ глугам1нсинт^тазк до адешлових нуклеотид1в, ам1нокислот, o6míh яких пов'яза-

I

ний з глут;míhom, та кат1он1в двовалентних метал1в.( Мг Мr»e+, Co¡¡*: Саг*). На основI властивостей та а»домостей про регуляцло активност1 глутам1нсинтетаеи ln vjtro встановлено ' можливЮть корекцп швидкост! зв'яэування aMíatíy в opraHiaMi коропа юнами Шя*, 0о*+,' а також його нид!лоння у

вябрах юнами Найзначнивэ знижують bmíct ашаку та

шдвищуюгь активнють глутам1нсинтетази у м'язах, печши i иоаку риб iони а актившсп глутамптаи у аябрах та

швидкють вииедоиня ам!аку - юни Са«+. Стльне внесения у ,

;■ - за -

водне середовище Юн1в Са«+ та Mgz+ в концентрац!ях 3,50 та 4,52 ммоль/л в1дпов1дно активув функц!онування глугамiновоï системи знешкодження амйаку у коропа

Основн! робитм, ml опубл1кован1 по тем1 дисергацП:

1. Яковенко. ЕЕ, Грубинко Е Е , • Явоненко А.Ф. Активность глутаминсинтетазы в тканях карпа в условиях голодания// Гидробиол. журн. - 1986. -22,4. - С. 74-78.

2. Грубинко В. Е , Яковекко Е Е , Явоненко А. Ф. Влияние голодания ' на активность аргиназы и содержание мочевины у карпа (Cyprinus carpio L. )//Вопр. ихтиологии.-1987.-Вып. 4. -С. 690-692. 1

3. Грубинко Е Е , Яковенко Б. Е , Явоненко А. Ф. Субклеточная локализация глутаминсиитетааной активности в мышечной ткани и печени карпа// Укр. биохим. журн. - 1987,- 59,3.-С. 73-76.

4. Явоненко А. Ф., Грубинко Е Е , Яковенко Б. Е Ферментативная адаптация азотистого обмена карпа к голоданию//Эко-логическая биохимия рыб. -Ярославль: Е и.. 1987. -С. 224-226.

6. Явоненко А. Ф., Яковенко Е Е , Грубинко Е Е , Жиденко А. А. • Глутаминсинтетазная и глутаминаэная активность в организме молоди карпа при выхрде из зимовки//Рыбное хозяйство. -К: Урожай, 1988.-Вып. 42.-С. 45-43.

, 6. Грубинко Е Е , Жиденко А. А., Явоненко А. Ф. Конкурентные взаимоотношения NADF-гдутаматдегидрогеназы и 4-ке-тоглутаратдегидрогеназы в митохондриях мозга зимующей молоди карпа//Экологическая энергетика животных. -Пущино: Б. и. ,1988. -С. 54-55..

7. Явоненко А. Ф., Яковенко Б. В., Грубинко В. В. , Жиденко

А. А. Особенности функционирования ферментативных путей образования энергии у карповых рыб в условиях зимовки// Там же. -С. 214-216.

8. Явоненко А. Ф., Яковенко Е Е , Грубинко Е Е , Жиденко А. А. Зависимость выживаемости молоди карпа в условиях зимовки от содержания свободных аминокислот и белков в мышечной ткани рыб// Рыбное хозяйство.- К: Урожай, 1989.- Вып. 43.-С. 24-29.

, 9. Грубинко ЕЕ, Явоненко А. Ф. Знзимология ассимиляции аммония в энтероцитах кишечника карпа//Экологическая физиология и биохимия рыб. - Ярославль: Е и., 1989. -0.102-104.

10. Явоненко А. Ф., Грубинко Е Е , Жиденко А. А. Особенности метаболизма кетоновых тел у карпа//Там же.-С. 137-138. ■

; 11. Грубшко Е В. , Явоненко 0. Ф., Арсан 0. Ы. Механ1зм ов'язування екзогенного амон1ю у коропа// Доповш АН УРСР. Сер. Е - 1990. - N б. - С. 70-72.

12. Жиденко А. А. , Грубинко Е В., Явоненко А. Ф. Роль кетоновых тел в энергообеспечении пойкилотермных организмов в I условиях зимнего голодания//Укр. биохим. журн. -1990. -62,5, -С. 72-75.

13. Жиденко А. А., Грубинко Е Е , Явоненко А. Ф. Особенности взаимопревращения ¿-кетоглутарат - глутамат 'в митохондриях мочга экзотермных животных в условиях зимовки//Укр. бцохим. журн.-1990.-62,6.-С. 79-83. '

' 14. Грубинко Е Е , Коновец И. Е; Явоненко А. Ф. Биохимические закономерности адаптации рыб к аммиаку//Экологическая биохимия рыб. -Ярославль: Б. и. , 1990- -С, 69гбО. , ,

15. Груб1нКо В. Е , Явоненко 0. Ф. Ынолмши молекулярн1 , форми глутам)нсннтетази у м'язах корона// - Укр- биохим.

- 40 -

журн.- 1991.- 63, г. - С. 72-77.

15. Груб1нко ЕЕ, Арсан О М. Динам1ка амнокислот 1 ам1д1.в у прюноводних риб при д1| ам1аку// Допов1д1 АН УРСР.- 1991.- N 3.- 0. 142-145.

17. Грубинко Е Е Роль глутамина в обеспечении азотистого гомеостаза у рыб // Гидробиол. ■ журн. -1991. -27,4.

' -С. 46-56.

18. Грубинко Е Е , Коновец И. Е , Явоненко А. Ф. Особенности азотистого обмена у рыб, адаптированных к аммиаку // Рыбохозяйственная токсикология. - С. -П5.: Наука, 1991.- Т. 1,-С. 140-142.'

19. Грубинко Е Е , Коновец И. Е , Явоненко А. Ф., Арсан 0. М. Глутаминовый путь связывания аммоНия в кишечнике карпа// Гидробиол. журн.-199?. -28,1.-0. 91-97.

20. Грубинко ЕЕ4, ' Жиденко А. А., Явоненко А. Ф. Роль глюкозо-аланинового цикла в обеспечении гомеостаза у рыб в

- экстремальных условиях//Экологическая физиология и биохимия рыб.-Пзтрозаводск: Иэд-во Кар. науч. центра РАН, 1992. -Т. 1.-С. 76-78.

21. Коновец И. Е , Грубинко Е Е , Арсан 0. М., Кулик Е А. Функционирование систем детоксикации аммиака у карпа при воздействии ?емпературы//Гидробиол.' журн.-1993.-29,5.-С. 47-52.

22. Груб1нко ЕЕ, Явоненко О. ф. Сп1вв1дношення глутам! нсинтетазного та глутаматдепдрогеназного шлях1в де-токсикацп екзогенного амь-ду у риб//Укр. биохим.

г

журн.-1993.-65,6.- С. 67-71. "

. 23. Грубинко Е Е , Жиденко А. А. , Явоненко А. Ф. Специфические молекулярно-метаболические критерии оценки токсичности амми:.ка для рыб//Вестник Днепропетр. ун-та: Биология и

экология. - Днепропетровск: Изд-зо ДГУ, 1993. -Вып. 1. - С. 192-193.

24. Явоненко 0. Ф. . Груб1нко В. В. , Жиденга А. О. Динакика вуглевод^в у тканинах молод! коропа в процес! зим1вл1// Риб-не господарство. - К.: Урожай, 1993. - Вип. 47. - С. 18-21.

25. Жиденко А. А. , Грубинко В Е , Смольский А. С. , Явонеико А. Ф. Влияние абиотических факторов среды на образование кетоновых тел у рыб//Гидробиол. жури.-1994. -30,2. -С. 87-92.

26. Коновец И. Н. , Кулик Е А. , Арсан О. М. , Грубинко В. Е , Гаврилей Д. Е Влияние свинца на азотистый обмен у карпа при различной температуре водной среды'/Гидробиол. журн.-1994.- 30,5.-0. 78-86.

27. Грубинко В. Е , Арсан О. М. Роль глюкозо-аланинового цикла в адаптации рыб к аммиаку//Допов1д! HAH Укра!ни.-1995. N 1. -С. 102-105.

28. Грубинко В. Е , Смольский А. С. , Арсан О. М. Гемоглобин рыб при действии аммиака и солей тяжелых металлов //Гид-робиол. журн.-1995.-31,3.-С. 80- 86.

29. Грубинко Е Е , Яковенко Б. Е , Явоненко А. Ф. Влияние катионов металлов на глутаминсинтетазную активность печени и мышечной ткани карпа// V Всес. биохим. сьезд. - М.: Наука, 1986.- Т. 2.-С. 240-241.

30. Грубинко Е Е , Яковенко R Е , Явоненко А. Ф. Исследование активности ферментов системы дет'оксикации аммиака в организме карпа//Там же. -С.. 241-242.

31. Грубинко ЕВ., Коновец НЕ, Явоненко А.Ф. Метаболическая адаптация к аммонию в кишечнике карпа/ (еханизиы адаптации животных и растений к экстремальным факторам сре-

- 42 -

ды. -Ростов-на-Дону, 1990.- Т. 2.-С. 119-120.

i 32. груб1нко a R , Коновоць I. М. , Явоненко О. Ф. Píbhí 6ioxiM¡4H0i( адаптацп riflpofiioHTiB до ам1аку//М1жвуз. науко-

33. Груб1нко R В. , Apean 0. М. , Поповець I.M. i íh. Спосчб 0ЩНКИ токсичного забруднення соредоьища ам»аком//За-явка. N 4440И7& ыд 0Ь.04.1994 р.-4 с.

34. Жидеико А. А. , Груоинко В. В. Itouue критерии прогнозирования зимопки молоди карпа. - Чернигов: ЧЦ Укр. НТИ, : 1993.-Мlü-93. - 4 с.

. íü. Рруоинко В. В. , Жнд'эшсо Л. Л. Новые методы биотести-роигшии аммиачного загрязнения водоемов.-Чернигов: ЧЦ Укр. ЯТИ, 1993.-N 20-93,- 4 с.

ЙВ. Якоьеико Б. Е. , Рруоинко В. р. , Жиденко А. А. , Явонен- . ко A. Ф. Сезонная динамика глицина в водоемах и мышечной ткани .кариа/УРед. "Гидробиол. журн. " Дс-п. в ВИНИТИ. - 1905. - N Ci-lí'-tí-bC. - 11 с. • ;

37. Рруолнко i¡. В. , Якопенко 1!. 11, Явоненко А. Ф. Некоторые ферментативный пути образования аммиака у.карпа при го-ло;ишии // Ред. "Гидробиол. ».урн. " Дел. в ВИНИТИ - 1S&6. - N 0742-Ыо. - 11 с. * ¡

30. Яковенко В. К , Груоинко В.'а , Явоненко А. Ф. Малат-, сукцинат- и лактатдегидрогенааная активность в печени и белых мишцах карпа ь период'■зимовки// Ред. "Гидробиол. журн." Доп. В ВИНИТИ. - 1989.- N 2G46-B39.-12 с.

39. Грубинко аа . Коновец И. К , Явоненко А.Ф. Очистка •' и híкоторые- . свойства глутаммнеинтетазы энтероцитов кар-па.'УРед. "Гидробиол. «урн." Деп. в ВИНИТИ. - 1991. - N 3554-Ю1. - 14 с.

вопракт. sOipiiHK. - MepHiriB: Вид-во "Десна", 1991.-С. 96-98.

- Ii -Annotation

Grufcinko V. V. Adaptive reactions of fish under action of ammonia of water environment ( manuscript ).

Dissertation for competition on scientific degree Doctor of biological sciences on the specialities 03.00.18 -hydrobiology and 03.00.04 - biochemistry. Institute of hydrobiology of NA5 of Ukraine. Kyi v, 1995.

54 scientific articles and one claim for author's

certificate are upholding, presented data of basic metabolic t

system functioning in fish organism under ammonia toxicosis. The obtained data have formed basis for the concept of physiological and biochemical adaptation ;sr,d detoxication systems formation in fish organism under aimonia intoxication. Hypothesis about the cascade principle of organization of the biochemical adaptation of fish to aimonia is put forward and consists of following specific detoxication systems activation, in time and in dependence on toxicant concentration: binding of ammonia to glutamine by glutamine synthetase, to glutamate by NADPH-glutamate dehydrogenase and ammonia detoxication with glucose-alanine cycle participation. Leading role of glutamine synthetase in ammonia detoxication and regulation of the fish adaptive reactions functioning under ammonia action is revealed..

It is established, that at adverse action of abiotic factors of water environment, ammonia homeostasis in fish is provided with change of the binding and removing processes ratio, which is the index' for estimation the water environment toxicity for fish.

The possibility of regulation of the ammonia detoxication processes in fish organism by calcium arid magnesium ions is revealed. '

- А4 -АННОТАЦИЯ

Грубинко В. а Особенности метаболизма и адаптивные реакции рыб при действии аммиака водной среды (рукопись).

Диссертация на соискание ученой степени доктора биологических наук по специальностям 03.00.18 - гидробиология и 03.00.04 - биохимия. Институт гидробиологии НАН Украины, Киев, 1995.

Защищается 64 научные работы и одна заявка на изобретение, в которых представлены данные о функционировании основных метаболических систем организма рыб при интоксикации аммиаком, на основе чего развивается концепция формирования у рыб при йтом системы физиолога-биохимической адаптации и обезвреживания токсиканта. Еыдвинута гипотеза о каскадном принципе организации биохимической адаптации рыб к аммиаку, которая заключается в последовательной активации, специфических систем его обезвреживания во времени и в зависимости от концентрации токсиканта путем связывания в гпутамин глу-таминсинтетазой, в ИАОРН-глутаматдегидрогенззной реакции и с участием реашщй гюкозо-аланинового цикла. Выявлена ведущая роль глутаминсинтетазы в детоксикации аммиака и регуляции функционирования адаптивных реакций у рыб при его действии.

Установлено, что при неблагоприятном ылянии абиотических факторов гомеостаз аммиака у рыб обеспечивается сменой соотношения интенсивности его связывания и выведения, по значению которого можно оценивать токсичность для рыб водной среды.

Выявлена возможность регуляции процессов детоксикации ашиака в организме рыб ионами кальция и магния.

Ключов! слова: корон, ашак, !Нтоксикаща, адантащя, глутал* 1 ь. глуташ нсннтетаза.