Особенности процессов мембранного пищеварения у веслоноса

Новинский, Вениамин Юрьевич

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Особенности процессов мембранного пищеварения у веслоноса
ВАК РФ 03.03.01, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Особенности процессов мембранного пищеварения у веслоноса"

На правах рукописи

005001316

НОВИНСКИИ ВЕНИАМИН ЮРЬЕВИЧ

ОСОБЕННОСТИ ПРОЦЕССОВ МЕМБРАННОГО ПИЩЕВАРЕНИЯ У ВЕСЛОНОСА (POLYODON 8РАТНЦЬА WALBAUM)

Специальность: 03.03.01 - Физиология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

1 О НОЯ 2011

Астрахань - 2011

005001316

Работа выполнена на кафедре «Гидробиология и общая экология» ФГБОУ ВПО «Астраханский государственный технический университет».

Научный руководитель:

Доктор биологических наук, профессор Неваленный А.Н. Официальные оппоненты:

Доктор биологических наук, профессор Васильев A.C. Доктор биологических наук, профессор Егоров М.А.

Ведущая организация: Учреждение Российской академии наук Южный научный центр РАН.

Защита диссертации состоится 25 ноября 2011 г. в 10:00 на заседании диссертационного совета ДМ 212.009.01 при Астраханском государственном университете по адресу: 414000, Астрахань, пл. Шаумяна, 1

С диссертационной работой можно ознакомиться в библиотеке Астраханского государственного университета по адресу: 414056 г. Астрахань, ул. Татищева, 20а.

Автореферат разослан 20 октября 2011 года.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор биологических наук

Ю.В. Нестеров

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Изучение процесса адаптации биологических систем к среде обитания является одной из главных задач современной биологии. Наиболее доступной моделью для решения ряда фундаментальных проблем адаптации является пищеварительная система, т.к. кишечник - это центральный орган, осуществляющий не только переваривание и всасывание пищи, но выполняющий и регуляторную функцию, которая связывает, с помощью мощной гормональной системы, пищеварительную систему с метаболизмом организма в целом (Адаптационно-компенсаторные процессы..., 1991; Неваленный и др., 2003). В качестве объекта для исследования адаптации процессов пищеварения удобно использовать рыб, что обусловлено исключительным разнообразием их видового состава, особенностей питания, а также экологических условий (Кузьмина, 2005).

В настоящее время на территории России действует программа по разведению веслоноса (Polyodon spathula Walbaum) - американского представителя отряда Осетрообразные. Отличительной особенностью вида является уникальный, по сравнению с другими осетровыми, тип питания -веслонос является зоопланктонофагом, что делает удобным его выращивание в поликультуре с другими осетровыми.

На данный момент подробно изучены биологические характеристики веслоноса (Архангельский и др., 1997; Виноградов и др., 2003), в то же время, пока в достаточной мере не были изучены особенности функционирования пищеварительной системы этого вида.

Дели и задачи исследования. Целью работы являлось изучение in vitro влияния факторов среды и модификаторов различной природы на уровень активности пищеварительных ферментов слизистой оболочки кишечника веслоноса.

В связи с этим в процессе работы предстояло решить следующие задачи:

1. Исследовать влияние температур инкубации (от 0 °С до 70 °С) на уровень активности а-амилазы, мальтазы, казеинлитических протеиназ и щелочной фосфатазы слизистой оболочки кишечника веслоноса.

2. Установить влияние концентрации водородных ионов в инкубационной среде на уровень активности пищеварительных ферментов слизистой оболочки кишечника веслоноса.

3. Исследовать влияние двухвалентных ионов шести металлов четвертого периода Периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева (Мп, Fe, Со, Ni, Си, Zn) в концентрации 10 мг/л на уровень активности мальтазы,

казеинлитических протеиназ и щелочной фосфатазы слизистой оболочки кишечника веслоноса.

4. Изучить влияние углеводов (10 тМ растворов глюкозы, фруктозы, сахарозы, мальтозы, а также эквимолярного раствора глюкозы и фруктозы) и аминокислот (10 тМ растворов глицина, глицил-глицина, L-аспарагина, L-лейцина, L-глутамина, L-P-фенил-а-аланина) на уровень активности мальтазы, казеинлитических протеиназ и щелочной фосфатазы слизистой оболочки кишечника веслоноса.

5. Сопоставить интенсивность гидролиза гомогенатами слизистой облочки веслоноса 2% раствора мальтозы, 1% раствора казеина и 0,6 тМ раствора n-нитрофенилфосфата по отдельности и в присутствии одного или двух веществ, являющихся субстратами при определении активности мальтазы, казеинлитических протеиназ и щелочной фосфатазы слизистой оболочки кишечника веслоноса.

Научная новизна и теоретическая значимость работы. Впервые проведено комплексное исследование особенностей процессов мембранного пищеварения у веслоноса.

Результаты исследования позволяют сделать вывод об адаптированности исследованных пищеварительных ферментов слизистой оболочки кишечника веслоноса к широким диапазонам температуры инкубации и концентрации водородных ионов.

Впервые было проведено исследование влияния модификаторов различной природы на характеристики пищеварительных гидролаз веслоноса. Продемонстрировано, что модификаторы органической и неорганической природы оказывают значительное влияние на пищеварительную функцию слизистой оболочки кишечника веслоноса, что может свидетельствовать об адаптации ферментных систем к составу пищи.

Было проведено исследование взаимодействия субстратов ферментативных реакций веслоноса в условиях in vitro для всех исследованных групп пищевых веществ. Установлено, что во всех случаях трисубтратных взаимодействий наблюдается только активирующий эффект.

Полученные результаты дополняют представления о характере перестроек гидролитических систем под влиянием факторов среды и в присутствии модификаторов различной природы у рыб в целом.

Практическая значимость работы. Сведения, полученные в результате исследования могут быть использованы для оптимизации условий выращивания рыб, в частности, при разработке рецептур кормосмесей для

выращивания веслоноса, что позволит точно сбалансировать содержание основных групп пищевых веществ для обеспечения максимальной эффективности гидролитического процесса.

Результаты работы включены в курс лекций по физиологии рыб и энзимологии в Астраханском государственном техническом университете.

Положения, выносимые на защиту:

1. Исследованные пищеварительные ферменты веслоноса адаптированы к широкому диапазону значений температуры и концентрации водородных ионов.

2. Ионы металлов и модификаторы углеводной и белковой природы могут достоверно изменять уровень активности пищеварительных ферментов веслоноса.

3. Одновременное присутствие 3-х субстратов в инкубационной среде всегда приводит к активации исследованных ферментативных процессов у веслоноса.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы были представлены на 52-ой научной конференции профессорско-преподавательского состава Астраханского Государственного Технического Университета (Астрахань, 2008); Международной научной конференции «Молекулярные механизмы адаптаций» (Махачкала, 2008); VI Международно-практической научной конференции «Проблемы охраны окружающей среды и рационального природопользования Прикаспия и сопредельных регионов» (Элиста, 2008); Международной научно-практической конференции, посвященной 100-летию со дня рождения К.В. Горбунова (Астрахань, 2008); Конференции «Современные основы формирования сырьевых ресурсов Азово-Черноморского бассейна в условиях изменения климата и антропогенного воздействия» (Ростов-на-Дону, 2008); VII Всероссийской конференции с международным участием посвященной 160-летию со дня рождения И.П. Павлова (СПб, 2009); 6 Международном симпозиуме по осетровым "Harmonizing the relationships between human activities and nature: the case of sturgeons"(Kkraft, Вухан, 2009); 54-ой научной конференции профессорско-преподавательского состава Астраханского Государственного Технического Университета (Астрахань, 2010); Международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы освоения биологических ресурсов Мирового океана» (Владивосток, 2010); VII Международной научно-практической конференции «Татищевские чтения: актуальные проблемы науки и практики» (Тольятти, 2010).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 18 работ, в том числе 4 из них в изданиях, входящих в список рекомендованных ВАК.

Объем и структура работы. Диссертация представлена на 136 страницах машинописного текста и иллюстрирована 29 рисунками. Работа состоит из введения, обзора литературы, описания материала и методов исследования, 5 глав с изложением результатов исследований, обсуждения результатов, выводов, а также списка цитируемой литературы, включающего 191 источник, в том числе 123 работы отечественных и 68 работ иностранных авторов.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Работа выполнена в течение 2007-2011 гг. на кафедре «Гидробиология и общая экология» на базе ФГБОУ ВПО «Астраханского государственного технического университета».

В качестве объекта исследования были использованы сеголетки веслоноса (Polyodon spathula Walbaum), выращенные в искусственных условиях. В ходе работы было использовано 287 особей.

Эксперименты проводились в условиях in vitro. Уровень активности а-амилазы (КФ 3.1.1.1) определялся по убыли крахмала модифицированным методом Смита и Роя, уровень активности мальтазы (КФ 3.2.1.20) модифицированным глюкозооксидазным методом, щелочной фосфатазы (КФ 3.1.3.1) - по степени гидролиза п-нитрофенилфосфата, казеинлитическую активность протеиназ (КФ 3.4.21) в нейтральной (рН = 7.4) среде определяли модифицированным методом Ансона (Неваленный и др., 2005).

В ходе выполнения работы были использованы следующие методические подходы:

1. Определение влияния температуры на уровень активности ферментов слизистой оболочки кишечника веслоноса для мальтазы, щелочной фосфатазы и казеинлитических протеиназ проводили в диапазоне от О °С до 70 °С, для а-амилазы - от 0 °С до 60 "С. Шаг определения составлял 10 °С.

2. Для определения влияния концентрации водородных ионов на уровень активности ферментов веслоноса перед инкубацией в субстрате и гомогенате создавалось необходимое значение рН с помощью добавления 0,1N растворов НС1 или NaOH. Для а-амилазы, мальтазы и щелочной фосфатазы был использован диапазон рН от 3.0 до 12.0, в случае с казеинлитическими протеиназами исследовался диапазон от 6.0 до 12.0. Шаг определения составлял значение 1.0.

3. При исследовании действия ионов металлов на уровень активности ферментов веслоноса в качестве источников ионов металлов использовались соответственные сернокислые соли (МпБОд, FeSCU, C0SO4, NiS04, C11SO4, ZnS04). Растворы этих солей добавлялись в ферментативно-активный препарат и субстрат в количестве, необходимом для создания концентрации ионов в 10 мг/л.

4. При исследовании влияния моносахаридов и аминокислот на уровень активности ферментов в качестве модификаторов были использованы 10 тМ растворы глюкозы, фруктозы, сахарозы, мальтозы, глицина, глицил-глицина, L-аспарагина, L-лейцина, L-глутамина, L-P-фенил-а-аланина, тирозина, а также эквимолярный раствор глюкозы и фруктозы. Модификаторы добавлялись в ферментатавно-актавный препарат и субстрат перед началом инкубации.

5. При исследовании эффектов взаимодействия пищевых веществ в процессе пищеварения использовали модель одновременного переваривания трех субстратов, против обычно используемой модели, включающей только два субстрата, что позволило создать условия, максимально приближенные к естественным, при которых происходит одновременное переваривание белков, углеводов и эфиров фосфорной кислоты. Сопоставлялась скорость гидролиза гомогенатами слизистой оболочки кишечника веслоноса 2% раствора мальтозы, 1% раствора казеина и 0,6 шМ раствора n-нитрофенилфосфата по отдельности и в присутствии одного или двух веществ, не являющихся субстратом данной ферментной реакции.

Статистическая обработка полученных данных проводилась по общепринятым методикам (Глинский, Ионин, 2002). Достоверность отличий определялась с помощью критерия Стыодента. Полученные результаты обрабатывали с помощью приложения EXCEL программы MS Office для WINDOWS ХР.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

1. Влияние температуры инкубации на уровень активности некоторых пищеварительных ферментов слизистой оболочки кишечника веслоноса

Одним из наиболее значимых факторов для рыб является температура, ввиду того, что на пойкилотермные организмы она оказывает более выраженное воздействие, чем на гомотермные. Для пойкилотермных организмов она может определять такие показатели, как скорость развития и роста организма (Пономарев, Иванов, 2009).

Данные по влиянию температуры инкубации на уровень активности а-амилазы, мальтазы, казеинлитических протеиназ и щелочной фосфатазы слизистой оболочки кишечника веслоноса представлены на рис.1.

Как видно из рисунка, температурный оптимум для а-амилазы слизистой оболочки кишечника веслоноса установлен в диапазоне от 20 до 30 °С, уровень активности при 20 °С равен 11,76±0,43 мг/г мин; при 25 "С - 12,10+0,26 мг/гмин; при 30 °С - 12,10±0,17 мг/г мин. При 0 °С уровень активности составлял 90% от оптимума и был равен 10,91 ±0,59 мг/г мин, при 60 °С - 68% от оптимума и был равен 8,19±0,25 мг/г-мин. Отмечена высокая термостабильность ферментативного белка, т.к. при постмаксимальных значениях температуры сохраняется до 68% активности, кроме того, и при низких температурах отмечается высокий уровень ферментативной активности относительно оптимума. Несмотря на то, что а-амилаза является ферментом панкреатического происхождения и имеет третичную структуру белка, была выявлена толерантность к широкому диапазону температур.

10 20 30 40 50 60

0 10 20 30 40 50 «0 70

0 10 20 30 40 50 55 60 «5 70

Рис 1. Влияние температуры инкубации (по горизонтали, °С) на уровень активности а-амилазы (мг/(г-мин)) (а), мальтазы (мкмолУ(г-мин)) (б), казеинлитических протеиназ (мкмоль/(г-мин)) (в) и щелочной фосфатазы (мкмоль/(гмин)) (г) слизистой оболочки кишечника веслоноса (по вертикали в % от контроля, принятого за 100%).

Температурный оптимум для мальтазы слизистой оболочки кишечника веслоноса установлен при 60 °С; уровень активности при этом составлял

9,20+0,17 мкмоль/г-мин. Уровень активности при О °С составлял 19% от оптимума и был равен 1,71±0,08 мкмоль/г-мин; при 70 °С уровень активности составлял 35% от оптимума и был равен 3,22±0,06 мкмоль/г-мин. В зоне физиологических температур при 20 °С уровень активности составлял 30% от оптимума и был равен 2,79±0,15 мкмоль/г-мин. Таким образом, максимум активности отмечен при более высоких значениях температуры (55-60 °С), чем средняя температура обитания веслоноса; при постмаксимальных значениях температуры (70 °С) сохраняется 35% от оптимума, что говорит о термоустойчивости ферментативного белка исследуемого энзима. Отмечена толерантность к широкому диапазону температур.

Для казеинлитических протеиназ слизистой оболочки кишечника веслоноса температурный оптимум был установлен при 60 °С; уровень активности при этом составлял 16,98±0,12 мкмоль/г-мин. При 0 °С уровень активности фермента составлял 5% от оптимального значения и был равен 0,89+0,05 мкмоль/г-мин, при 70 °С уровень активности казеинлитических протеиназ составлял 39% от оптимального значения и был равен 9,69±0,04 мкмоль/г-мин. При 20 °С уровень активности казеинлитических протеиназ составлял 18% от оптимума и был равен 3,20±0,04 мкмоль/г-мин. Была выявлена термостабильность ферментативного белка, т.к. при постмаксимальных значениях температуры (70 °С) уровень активности ферментов оставался высоким. При низких значениях температуры (0 °С) казеинлитические протеиназы практически утрачивали активность. Тем не менее, отмечена устойчивость казеинлитических протеиназ веслоноса к широкому диапазону-температур.

Температурный оптимум для щелочной фосфатазы слизистой оболочки кишечника веслоноса установлен при значении температуры 55 °С и уровень активности при этом составил 1,87±0,02 мкмоль/г-мин. При 0 °С уровень активности составляет 14% от оптимума и равен 0,26+0,01 мкмоль/г-мин, при 70 °С уровень активности составил 63% от оптимума и равен 1,18±0,02 мкмоль/г-мин. При 20 °С уровень активности щелочной фосфатазы составляет 22% от оптимума и равен 0,41+0,02 мкмоль/г-мин. Отмечена термостабильность фермента, т.к. при постмаксимальных значениях температуры (70 °С) уровень активности исследованного фермента остается высоким. Также как и а-амилазы, мальтазы и казеинлитических протеиназ была продемонстрирована устойчивость к широким диапазонам температуры.

Таким образом, для собственнокишечных ферментов слизистой оболочки кишечника велосноса (мальтазы, казеинлитических протеиназ и щелочной

фосфатазы) оптимальные значения уровней активности установлены при более высоких значениях температуры (55-60 °С), чем для а-амилазы (20-30 °С), являющейся ферментом панкреатического происхождения. Кроме того, оптимальные значения для собственнокишечных ферментов выявлены при более высоких температурах, чем физиологические температуры (10-30 °С). При постмаксимальных значениях температуры уровень активности исследованных ферментов слизистой оболочки кишечника велосноса не опускался ниже 35% относительно оптимума, что свидетельствует об их высокой термостабильности. Продемонстрирована толерантность к широким диапазонам температур, что позволяет говорить об адаптированности исследованных ферментов веслоноса к значительным колебаниям температуры.

2. Влияние концентрации водородных ионов на уровень активности некоторых пищеварительных ферментов слизистой оболочки кишечника

веслоноса

Ранее было установлено, что пищеварительные ферменты обладают наибольшей активностью в определенном диапазоне концентрации водородных ионов. Пищеварительный тракт рыб в естественных условиях находится в прямом контакте с внешней средой, а его содержимое может рассматриваться как часть окружающей среды (Кузьмина, Неваленный, 1983 и др.). Следовательно, рН окружающей среды может непосредственно влиять на концентрацию водородных ионов в желудочно-кишечном тракте и соответственно, на активность ферментов, осуществляющих мембранное пищеварение. При исследовании характеристик пищеварительных ферментов слизистой оболочки кишечника большинства видов рыб отмечена довольно широкая зона оптимальных значений рН (Уголев, Кузьмина, 1993; Неваленный и др., 2003).

Данные по влиянию концентрации водородных ионов на уровень активности а-амилазы, мальтазы, казеинлитических протеиназ и щелочной фосфатазы слизистой оболочки кишечника веслоноса представлены на рис. 2.

Как видно из рисунка, оптимальные значения рН для а-амилазы слизистой оболочки кишечника веслоноса были установлены в диапазоне рН от 7.0 до 8.0; при рН 7.0 уровень активности составлял 9,16±0,23 мг/г-мин, при рН 8.0 -9,49±0,23 мг/г-мин. В зоне кислых значений рН получены следующие результаты: при рН 3.0 уровень активности составлял 30% (2,86+0,24 мг/г-мин) от оптимума (9,49±0,23 мг/г-мин); при рН 4.0 уровень активности был равен 42% (4,01 ±0,31 мг/г-мин) от оптимума; при рН 5.0 уровень активности был

равен 60% (5,71 ±0,17 мг/г-мин) от оптимального значения; при рН 6.0 уровень активности составлял 83% (7,85+0,17 мг/г мин) от оптимума. В зоне щелочных значений рН получены следующие результаты: при рН 9.0 уровень активности был равен 92% (8,75±0,17 мг/гмин) от оптимума; при рН 10.0 уровень активности составлял 89% (8,48+0,11 мг/г-мин) от оптимального значения; при рН 11.0 уровень активности был равен 86% (8,16+0,12 мг/г мин) от оптимума; при рН 12.0 уровень активности был равен 69% (6,53+0,24 мг/г мин) от оптимального значения. Таким образом, выявлена толерантность исследуемого фермента к широкому диапазону рН. Оптимум установлен в зоне нейтральных и слабощелочных значений.

6 7 8 9 10 11 12 3 4

Рис 2. Влияние концентрации водородных ионов (по горизонтали) на уровень активности а-амилазы (мг/(г-мин)) (а), мальтазы (мкмоль/(г-мин)) (б), казеинлитических протеиназ (мкмоль/(г-мин)) (в) и щелочной фосфатазы (мкмоль/(г-мин)) (г) слизистой оболочки кишечника веслоноса (по вертикали в % от контроля, принятого за 100%).

Оптимальные значения для мальтазы слизистой оболочки кишечника веслоноса установлены в диапазоне рН от 7.0 до 8.0; уровень активности фермента при 7.0 и 8.0 составляет 6,93+0,14 мкмоль/гмин и 6,96±0,10 мкмоль/гмин соответственно. В зоне кислых значений рН получены следующие результаты: при рН 3.0 уровень активности фермента составляет 43% от оптимума (3,01±0,20 мкмоль/г мин); при рН 4.0 уровень активности

равен 63% (4,39±0,10 мкмоль/г-мин) от оптимума; при рН 5.0 уровень активности фермента составляет 65% от оптимума (4,55±0Д7 мкмоль/г-мин); при рН 6.0 уровень активности фермента равен 97% (6,72+0,17 мкмоль/г-мин) от оптимального значения. В зоне щелочных значение рН получены следующие результаты: при рН 9.0 уровень активности фермента равен 88% (6,09±0,03 мкмоль/г-мин) от оптимума; при рН 10.0 уровень активности фермента составляет 58% (4,05±0,10 мкмоль/г-мин) от оптимального значения; при рН 11.0 уровень активности фермента равен 48% от оптимума (3,34±0,10 мкмоль/г-мин); при рН 12.0 уровень активности фермента составляет 37% (2,58±0,10 мкмоль/г-мин) от оптимального значения. Таким образом, установлена толерантность исследуемого фермента к широкому диапазону рН. Оптимум установлен при нейтральных и слабощелочных значениях рН.

Для казеинлитических протеиназ слизистой оболочки кишечника веслоноса был установлен четкий оптимум при рН 11.0 и уровень активности составлял 1,19±0,02 мкмоль/г-мин. При рН 6.0 уровень активности был равен 38% (0,45±0,02 мкмоль/г-мин) от оптимального значения; при рН 7.0 уровень активности был равен 43% (0,51±0,04 мкмоль/г-мин) от оптимума; при рН 8.0 уровень активности составил 60% (0,71±0,04 мкмоль/г-мин) от оптимального значения; при рН 9.0 уровень активности составил 61% (0,73±0,04 мкмоль/г-мин) от оптимума; при рН 10.0 уровень активности был равен 72% от оптимума (0,86+0,04 мкмоль/г-мин); при рН 12.0 уровень активности составил 30% (0,36±0,09 мкмоль/г-мин) от оптимального значения. Таким образом, выявлена адаптированность исследованной группы ферментов к широкому диапазону значений концентраций водородных ионов. Оптимум значительно смещен в сторону щелочных значений рН.

Для щелочной фосфатазы слизистой оболочки кишечника веслоноса оптимум был установлен при рН 9.0 и уровень активности составлял 0,48±0,01 мкмоль/г-мин. В зоне кислых значений рН были получены следующие результаты: при рН 3.0 уровень активности фермента составлял 65% (0,31±0,01 мкмоль/гмин) от оптимума; при рН 4.0 уровень активности фермента был равен 73% (0,35±0,01 мкмоль/г-мин) от оптимума; при рН 5.0 уровень активности фермента составлял 75% (0,36±0,01 мкмоль/г-мин) от оптимального значения; при рН 6.0 уровень активности фермента составлял 85% (0,41±0,01 мкмоль/г-мин) от оптимума. В нейтральной среде (рН 7.0) уровень активности фермента составлял 85% (0,41+0,01 мкмоль/г-мин) от оптимума. В зоне щелочных значений рН получены следующие результаты: при рН 8.0 уровень активности фермента был равен 85% (0,41 ±0,01 мкмоль/г-мин) от оптимального

значения; при рН 10.0 уровень активности фермента был равен 94% (0,45±0,01 мкмоль/г-мин) от оптимума; при рН 11.0 уровень активности фермента составлял 67% (0,32±0,01 мкмоль/г-мин) от оптимума; при рН 12.0 уровень активности фермента был равен 42% (0,20±0,01 мкмоль/г-мин) от оптимального значения. Таким образом, выявлена толерантность исследованного фермента к широкому диапазону значений концентраций водородных ионов. Оптимум смещен в сторону щелочных значений.

Таким образом, было показано, что для исследуемых ферментов веслоноса характерны различия в оптимальных значениях концентрации водородных ионов. Для а-амилазы и мальтазы оптимальные значения установлены при нейтральных и слабощелочных значениях рН; для казеинлитических протеиназ и щелочной фосфатазы оптимальные значения смещены в сторону щелочных значений. Выявлено, что исследованные ферменты веслоноса адаптированы к широкому диапазону концентрации водородных ионов.

3. Влияние ионов металлов на уровень активности некоторых пищеварительных ферментов слизистой оболочки кишечника веслоноса

В настоящее время значительное количество работ посвящено изучению воздействия ионов металлов на различные физиологические процессы у рыб (Чеботарева и др., 1998; Леус, Грубинко, 1998; ВагпЬоогп й а1., 1999; .кшИаис! Л а1., 1999). В то же время, данных по воздействию ионов металлов на процессы пищеварения в кишечнике рыб недостаточно (Кузьмина, 1997; Кузьмина, Голованова, 1997; Туктаров, 2002; Неваленный и др., 2003; Бедняков, 2004).

Ранее, при исследовании влияния ионов металлов на уровень активности щелочной фосфатазы, было продемонстрировано, что как у осетровых, так и у карповых видов рыб в ряду Мп2+, Ие2*, Со2+, №2+, Си2+ и 2п2+ максимально активирующее действие оказывают металлы, находящиеся в начале периода, а максимально ингибирующее - в конце. Для мальтазы и казеинлитических протеиназ данная закономерность прослеживалась в меньшей степени (Неваленный и др., 2003; Бедянков, 2004; Неваленный и др., 20086).

В наших экспериментах (табл. 1) было показано, что металлы, находящиеся в начале периода (Мп2+, Ре2+, Со2+) приводят к активации щелочной фосфатазы у веслоноса, а располагающиеся в конце (№2+, Си2+ и Хп2*) - к ингибированию уровня активности. При исследовании влияния ионов металлов на уровень активности мальтазы слизистой оболочки кишечника веслоноса было установлено, что к активации ферментативной активности приводит Мп2+, остальные ионы металлов или ингибируют уровень активности,

или достоверно его не изменяют. В случае с воздействием ионов металлов на казеинлитические протеиназы веслоноса нами было выявлено, что исследуемые ионы металлов либо достоверно не изменяют уровень активности ферментов,

либо угнетают их активность.

Таким образом, было продемонстрировано, что наиболее выражено закономерность, отмеченная A.B. Войнаром (1960), прослеживалась при исследовании влияния ионов металлов на уровень активности щелочной

фосфатазы веслоноса.

Полученные данные об изменениях уровня активности ферментов слизистой оболочки кишечника веслоноса в присутствии металлов можно объяснить с точки зрения предположения о регуляции пищеварительной системы.

Таблица 1.

Влияние ионов металлов на уровень активности пищеварительных ферментов

слизистой оболочки кишечника веслоноса

Фермент \ металл Уровень активности фермента (мкмоль/(т-мин)

Контроль MIT" Fez+ Со Ni Си Zn

Мальтаза 4,67±0,04 5,69±0,04 4,41±0,04 4,29+0,08 4,78±0,08 4,59±0,04 4,29±0,04

Казеинлитические протеиназы 2,42±0,06 2,52±0,0б 2,07±0,09 2,27±0,07 2,14±0,07 2,01±0,02 1,92±0,04

Щелочная фосфатаза 0,59±0,01 0,66+0,01 0,83+0,01 0,75±0,01 0,54±0,01 0,49+0,01 0,58+0,01

Предположение о существовании не одного, а нескольких регуляторных центров в молекулах пищеварительных ферментов, специализированных для различающихся групп эффектов, было высказано A.M. Уголевым (1985). Быстрые конформационные переходы одной формулы молекулы в другую, по мнению ряда исследователей (Уголев, Кузьмина, 1993), могут происходить в результате действия модификатров как органической, так и неорганической природы, приводя к изменениям в уровне активности ферментов.

Второй возможный механизм взаимодействия металла с молекулой фермента, вероятно, заключается в связывании иона металла со специальной контактной площадкой (регуляторный или аплостерический центр), пространственно отделенной от активного центра (Monod et al, 1965; Уголев, 1972) с замещением металлокомпонента некоторых энзимов (пептидазы, щелочная фосфатаза) на металл, близкий по атомному строению. Так, ионы ряда металлов, например, марганца, кобальта, цинка, способны активно подменять ионы

других металлов, в частности магний, в ряде ферментных систем (Калоус, Павличек, 1985).

Скорее всего, первый способ взаимодействия ионов металлов с ферментом лежит в основе изменения гидролитической активности такой исследуемой группы ферментов, как казеинлитические протеиназы и мальтаза. А взаимодействия второго типа характерны для щелочной фосфатазы. Однако, не исключено, что в ряде случаев мы имеем дело с эффектом положительной кооперативное™, оказываемым ионами металлов, когда в результате взаимодействия олигомерной глобулы фермента с ионом металла увеличивается сродство фермента к субстрату. Следствием этого становится возросшая эффективность образования продукта реакции (Неваленный и др., 2003).

Приведенные результаты демонстрируют, что исследуемые ферменты слизистой оболочки веслоноса являются регулируемыми, т.к. способны изменять свою активность под действием металлов четвертого периода Периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева (Мп, Ре (П), Со, N1, Си, Zn), причем такое влияние может быть разнонаправленным. Таким образом, используя полученные данные, представляется возможность варьировать концентрацию микроэлементов, входящих в состав премиксов в искусственные корма, для стимулирования процесса усвоения пищи у веслоноса.

4. Влияние углеводов и аминокислот на уровень активности некоторых пищеварительных ферментов слизистой оболочки кишечника

веслоноса

В настоящее время продемонстрировано, что практически все собственнокишечные ферменты животных являются регулируемыми (Уголев, 1972; Кушак, 1983; Уголев, Кузьмина, 1993; Неваленный, 1996; Туктаров, 2002, Неваленный и др., 2003 и др.; Бедняков, 2004). Существенное влияние на каталитические свойства ферментов могут оказывать вещества, называемые модификаторами, причем последние могут, как быть субстратами и продуктами исследуемой ферментативной реакции, так и не являться таковыми (Уголев, 1972; Уголев, Кузьмина, 1993).

Ранее, при исследовании влияния модификаторов углеводной и белковой природы на изменения уровня активности кишечной мальтазы было показано, что 10 тМ раствор глюкозы вызывает ингибирование порядка 60% у белуги и русского осетра от контрольного значения, у севрюги этот показатель равнялся

50%. При влиянии эквимолярной смеси глюкозы и фруктозы также наблюдалось ингибирование, но менее выраженное. 10 шМ раствор фруктозы не вызывал достоверных изменений в уровне активности мальтазы. Аминокислоты не вызывали достоверных изменений или увеличивали скорость гидролиза мальтазы (Бедняков, 2004).

В наших экспериментах (табл. 2) было также продемонстрировано существенное ингибирование уровня активности кишечной мальтазы веслоноса в присутствии продуктов гидролиза мальтозы. Так, 10 тМ раствор глюкозы снижал уровень активности фермента на 78% от контроля, а 10 тМ раствор глюкозы и фруктозы на 64%. 10 шМ раствор фруктозы наоборот активировал фермент на 14%. Аминокислоты увеличивали скорость гидролиза мальтазы или не вызывали достоверных изменений.

Таблица 2.

Влияние углеводов и аминокислот на уровень активности пищеварительных ферментов

слизистой оболочки кишечника веслоноса.

Модификатор \ Мальтаза Казеинлитические Щелочная

фермент протеиназы фосфатаза

Контроль 4,22±0,07 0,94±0,02 0,32+0,01

а 8 Глюкоза 0,94±0,17 0,99±0,02 0,32±0,01

и I з, Фруктоза 4,82+0,10 0,92+0,02 0,32±0,01

Глюкоза + фруктоза 1,54±0,10 0,90±0,07 0,32±0,01

$ Сахароза 4,35*0,07 0,81±0,07 0,32*0,01

и Мальтоза - 0,77+0,04 0,32±0,01

а> Глицин 4,45±0,07 0,77±0,04 0,34+0,01

§ в Глицил-ппщин 4,25±0,07 0,79±0,04 0,33±0,01

1^аспарагин 4,22±0,07 0,84±0,02 0,24±0,01

£ Ь-лейцин 4,22±0,07 0,66±0,02 0,34±0,01

Л Я Ь-глутамин 4,15+0,07 0,66+0,07 0,35±0,01

В 8. 1^р-фенил-а-аланин 4,53±0,07 0,64±0,04 0,34±0,01

При исследованиях проведенных ранее, было выявлено, что при взаимодействии модификаторов с ферментами группы казеинлитических протеиназ ни один из модификаторов не вызывал достоверных изменений в уровне активности данной группы ферментов у белуги и русского осетра (Бедняков, 2004).

При исследовании влияния модификаторов углеводной и белковой природы на уровень активности казеинлитических протеиназ у веслоноса

продемонстрировано, что присутствие углеводов в гидролитической реакции достоверно изменяет уровень активности ферментов и может вызывать разнонаправленный эффект; присутствие аминокислот достоверно снижало уровень активности казеинлитических протеиназ у веслоноса.

Ранее, при исследовании действия модификаторов углеводной и белковой природы на уровень активности щелочной фосфатазы у белуги и русского осетра не было выявлено видимых закономерностей (Бедняков, 2004).

При наших исследованиях было выявлено, что углеводы не вызывают существенных изменений в уровне активности щелочной фосфатазы слизистой оболочки кишечника веслоноса, в то время, как присутствие аминокислот может достоверно изменять уровень активности щелочной фосфатазы, причем наблюдается разнонаправленный эффект. Таким образом, можно сделать предположении о различии регуляторных центров у веслоноса и видов, исследованных ранее.

Для того чтобы объяснить полученные данные стоит обратиться к основным представлениям теории регуляции ферментативной активности. По современным представлениям, регуляция на уровне ферментативной активности осуществляется с помощью одного из трех механизмов: 1) изостерического; 2) аллостерического 3) гомостерического (Уголев, 1972; Уголев, 1985; Уголев, Кузьмина, 1993; Неваленный и др., 2003).

Под изостерическим эффектом понимается такое изменение свойств ферментов, которое возникает в результате присоединения модификатора непосредственно к активному центру фермента, чаще всего в силу структурного сходства с субстратом. В противоположность изостерическому регулированию, под аллостерическим понимается регулирование, которое чаще всего вызывается веществом, структурно несходным с участниками ферментативной реакции. К третьему, гомостерическому, относится стереоспецифическое ингибирование L-фенилаланинном щелочной фосфатазы слизистой оболочки кишечника крыс (Уголев, 1972; Уголев, Кузьмина, 1993).

В случае с достоверным ингибирующим действием глюкозы на уровень активности мальтазы у всех исследованных нами видов рыб мы, скорее всего, имеем дело с изостерическим эффектом, поскольку продукт реакции является структурным аналогом субстрата, вследствие чего может присоединяться к активному центру фермента и вызывать ингибирование конкурентного типа (Уголев, 1972). Данное явление ретроингибирования впервые было описано Новиком и Сцилардом (Novic, Szilard, 1954) и Умбаргером (Umbarger, 1956; Умбаргер, 1954), показавшим, что в цепи ферментативных реакций конечный

продукт нередко является ингибитором фермента, катализирующего начальный этап процесса. В результате этого возникает отрицательная обратная связь, поддерживающая постоянство скоростей реакций, которые обеспечиваются данной ферментативной цепью (гомеорезис).

Кроме того, были выявлены эффекты как активации, так и конкурентного ингибирования аминокислотами пищеварительных ферментов веслоноса. Механизм такого действия стоит отнести к аллостерическому типу. Данные влияния объясняются явлением индуцированного соответствия (Koshland, 1964; Кошланд, 1967). Так субстрат-регулятор (модификатор) осуществляет изменение ферментативной активности, не являясь субстратом соответствующего фермента и регуляция осуществляется за счет связывания модификатора в пункте пространственно не совпадающем с активным центром (Уголев, 1972,1985).

Таким образом, было продемонстрировано, что мальтаза, казеинлитические протеиназы и щелочная фосфатаза слизистой оболочки кишечника веслоноса является регулируемыми, способны изменять свою активность под действием модификаторов углеводной и белковой природы, кроме того, было выявлено, что такое влияние может иметь разнонаправленный эффект.

5. Эффекты взаимодействия пищевых веществ в слизистой оболочке кишечника веслоноса в условиях in vitro

В реально протекающем гидролитическом процессе происходит одновременное переваривание белков, жиров и углеводов,- поэтому возникает вопрос о взаимном влиянии данных веществ друг на друга в процессе пищеварения. В настоящее время эффекты взаимодействия на уровне субстратов мембранного пищеварения достаточно подробно изучены на высших животных (Уголев, 1972; Кушак, 1983), кроме того, имеются сведения и о взаимодействии таких веществ в процессе гидролиза у рыб (Уголев, Кузьмина, 1993: Неваленный, 1996; Неваленный, Коростелев, 2002: Неваленный и др., 2003; Бедняков, 2004).

Ранее, при исследовании интенсивности гидролиза гомогенатами слизистой оболочки кишечника осетровых, лососевых, карповых, щуковых, окуневых и камбаловых были выявлены эффекты взаимодействия субстратов ферментативных реакций (Неваленный и др., 2003; Бедняков, 2004; Коростелев, 2005). В результате проведенных исследований было показано, что при бисусбтратном воздействии одно и то же вещество может быть одновременно

активатором для одного ферментативного процесса и ингибитором для другого. Но наиболее интересен тот факт, что эффекты трисубстратного пищеварения не являлись суммой бисусбтратных эффектов, более того, они могли иметь противоположную направленность. Стоит особенно отметить, что в случае с трисубстратным взаимодействием, абсолютно во всех проведенных ранее экспериментах был обнаружен только активирующий эффект.

12 3 4

Рис. 3. Уровень активности мальтазы слизистой оболочки кишечника веслоноса в присутствии дополнительных субстратов (По вертикали - в % от контроля. По горизонтали: 1 - контроль; 2 - 0,6 гпМ п-нитрофенилфосфат; 3-1% казеин; 4 - 0,6 шМ п-нитрофенилфосфат +1% казеин).

12 3 4

Рис. 4. Уровень активности казеинлитических протеиназ слизистой оболочки кишечника веслоноса в присутствии дополнительных субстратов (По вертикали - в % от контроля. По горизонтали: 1 - контроль; 2-2% мальтоза; 3 - 0,6 тМ п-нитрофенилфосфат; 4 - 2% мальтоза+0,6 тМ п-нитрофенилфосфат).

Исследование би- и трисубстратных эффектов, проведенное на пищеварительных ферментах слизистой оболочки кишечника веслоноса (рис. 35), только подтвердило описанную выше общую закономерность: в случае бисубстратных взаимодействий наблюдался разнонаправленный эффект, при одновременном присутствии трех субстратов отмечалась только активация

ферментативного процесса, что, вероятно, свидетельствует об общности данной закономерности для пищеварительной системы рыб.

Ё 120

12 3 4

Рис. 5. Уровень активности щелочной фосфатазы слизистой оболочки кишечника веслоноса в присутствии дополнительных субстратов (По вертикали - в % от контроля. По горизонтали: 1 - контроль; 2 - 2% мальтоза; 3 - 1% казеин; 4 - 2% мальтоза+1% казеин).

Таким образом, нами были продемонстрированы особенности адаптации некоторых пищеварительных ферментов веслоноса к действию абиотических факторов среды и модификаторов различной природы, что существенно дополняет полученные ранее данные по адаптации пищеварительной системы у рыб, а также позволит эффективнее производить выращивание веслоноса в искусственных условиях.

ВЫВОДЫ

1. При исследовании влияния температуры инкубации, концентрации водородных ионов, ионов металлов, модификаторов углеводной и белковой природы на уровень активности ферментов слизистой оболочки кишечника веслоноса установлено наличие индивидуальных адаптаций пищеварительного процесса.

2. Установлено, что исследуемые ферменты веслоноса адаптированы к широким значениям температуры и сохраняют свою активность как при постмаксимальных (70 °С), так и при минимальных (0 °С) значениях температуры. При исследовании влияния температуры инкубации на уровень активности мальтазы, казеинлитических протеиназ и щелочной фосфатазы, осуществляющих процессы мембранного пищеварения у веслоноса установлено, что оптимальные значения уровня активности

расположены в диапазоне температур от 55 до 60 °С; оптимум уровня активности а-амилазы располагается в диапазоне от 20 до 30 °С.

3. Выявлено, что оптимальные значения уровня активности пищеварительных ферментов слизистой оболочки кишечника веслоноса расположены в диапазоне значений рН от 7.0 до 11.0. Продемонстрировано, что исследованные пищеварительные ферменты веслоноса обладают устойчивостью к широкому диапазону рН.

4. Установлено достоверное (р<0,05) изменение уровня активности щелочной фосфатазы слизистой оболочки кишечника веслоноса в условиях in vitro в присутствии ионов металлов. Показано, что ответная реакция фермента веслоноса зависит от положения металла в Периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева: активирующее действие оказывают металлы, находящиеся в начале периода (Mn, Fe (II), Со,), ингибирующее - в конце (Ni, Си и Zn).

5. При исследовании ферментативно-активных препаратов слизистой оболочки кишечника веслоноса установлено, что в случае бисубстратного взаимодействия одно и то же вещество может служить активатором для одного ферментативного процесса и ингибитором для другого, в то время как в присутствии трех субстратов в инкубационной среде отмечается только активирующий эффект.

6. Показано, что уровень активности мальтазы слизистой оболочки кишечника веслоноса существенно снижается в присутствии продуктов гидролиза мальтозы (около 70%), что свидетельствует о наличии явления ретроингибирования.

7. Продемонстрировано, что исследованные ферменты слизистой оболочки кишечника веслоноса способны изменять свою активность под действием модификаторов углеводной и белковой природы, т.е. являются регулируемыми. Показано, что эффект от присутствия в среде инкубации модификаторов может быть разнонаправленным.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Научные статьи, опубликованные в рецензируемых журналах,

входящих в реестр ВАК РФ:

1. Температурные адаптации ферментов слизистой оболочки кишечника некоторых представителей отряда Acipenceriformes / Бедняков Д.А., Неваленный А.Н., Новинский В.Ю. // Вестник Волгоградского государственного университета. Серия 3. Экономика, Экология. №1. 2009. С.244-247.

2. Исследование некоторых характеристик ферментов, обеспечивающих процесс мембранного пищеварения у веслоноса Polyodon Spathula / Неваленный А.Н., Бедняков Д.А., Новинский В.Ю. // Вопросы ихтиологии. Т.50. №3.2010. С.400-404.

3. Исследование некоторых характеристик ферментов, обеспечивающих процесс мембранного пищеварения у веслоноса и русского осетра / Неваленный А.Н., Бедняков Д.А., Новинский В.Ю. // Юг России. Экология, развитие. № 4.2010. С.66-70.

4. Влияние модификаторов на пищеварительные гидролазы у рыб различных систематических групп / Неваленный А.Н., Бедняков Д.А., Новинский В.Ю., Коростелев С.Г. // Вопросы ихтиологии. Т.51. №3. 2011. С.1-6.

Научные статьи и материалы научных конферепций:

5. Исследование уровня активности мальтазы слизистой оболочки кишечника осетровых видов и их гибридов / Бедняков Д.А., Новинский В.Ю., Володин В.А., Неваленный А.Н. // Тезисы докладов VI Всероссийской конференции «Механизмы функционирования висцеральных систем». СПб, 2008. С.18.

6. Влияние температуры и концентрации водородных ионов на уровень активности некоторых пищеварительных ферментов слизистой оболочки кишечника веслоноса (Polyodone spathula Walbaum) / Новинский В.Ю., Бедняков Д.А., Володин В.А., Неваленный А.Н. // Тезисы докладов VI Всероссийской конференции «Механизмы функционирования висцеральных систем». СПб, 2008. С. 157.

7. Сопоставление уровней активности некоторых пищеварительных ферментов слизистой оболочки кишечника белуги (Huso huso L.) и

веслоноса (Polyodone spathula W.) / Бедняков Д.А., Новинский В.Ю., Володин В.А., Неваленный А.Н. И Сборник статей международной научной конференции «Молекулярные механизмы адаптации». Махачкала, 2008. С.53-55.

8. Влияние температуры на уровень активности некоторых пищеварительных ферментов слизистой кишечника веслоноса (Polyodone spathula W.) и белуги (Huso huso L.) / Новинский В.Ю., Бедняков Д.А., Володин В.А., Неваленный А.Н. // Сборник материалов международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы биоэкологии». М, 2008. С.63-64.

9. Влияние ионов некоторых металлов на уровень активности щелочной фосфатазы слизистой оболочки кишечника гибрида стерляди и белуги (стербел) / Неваленный А.Н., Бедняков Д.А., Новинский В.Ю., Володин В.А. // Материалы международной научно-практической конференции, посвященной 100-летию со дня рождения К.В. Горбунова. Астрахань, ООО «КПЦ «ПолиграфКом», 2008. С.183-185.

Ю.Особенности адаптации некоторых пищеварительных ферментов слизистой оболочки кишечника веслоноса к различным уровням концентрации водородных ионов / Новинский В.Ю. // Материалы международной научно-практической конференции, посвященной 100-летию со дня рождения К.В. Горбунова. Астрахань, ООО «КПЦ «ПолиграфКом», 2008. С.188-190.

11.Влияние температуры и концентрации водородных ионов на уровень активности щелочной фосфатазы слизистой оболочки кишечника севрюги (Acipenser stellatus) и русского осетра (Acipenser guldenstadtii) / Бедняков Д.А., Володин В.А., Новинский В.Ю., Неваленный А.Н. // Материалы VI Международной научно-практической конференции «Проблемы сохранения и рационального использования биоразнообразия Прикаспия и сопредельных регионов». Элиста: КалмГУ, 2009. С.116-117.

12.Влияние ионов металлов на уровень активности щелочной фосфатазы слизистой оболочки кишечника осетрообразных рыб и их гибридов / Бедняков Д.А., Неваленный А.Н., Новинский В.Ю. // Тезисы докладов VII Всероссийской конференции с международным участием «Механизмы функционирования висцеральных систем». СПб.: Институт физиологии им. И.П. Павлова РАН, 2009. С.50-51.

13.Влияние углеводов и аминокислот на уровень активности мальтазы слизистой оболочки кишечника представителей семейства Acipenseriformes / Неваленный А.Н., Бедняков Д.А., Новинский В.Ю. //

Бюллетень Московского общества естествоиспытателей природы. Отдел биологический. Т.114. Вып.З. Приложение 1. Часть 2. 2009. С.102-105.

14.Влияние концентрации водородных ионов на уровень активности некоторых пищеварительных ферментов белуги, стерляди и их гибрида (бестера) / Бедняков Д.А., Новинский В.Ю., Неваленный А.Н. И Материалы международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы освоения биологических ресурсов Мирового океана». Владивосток: Дальрыбвтуз, 2010.4.1. С.25-28.

15.Влияние ионов металлов на уровень активности мальтазы слизистой оболочки кишечника русского осетра, ленского осетра и их гибрида / Бедняков Д.А., Новинский В.Ю., Неваленный А.Н. // Материалы VII Международной научно-практической конференции «Татшцевские чтения: актуальные проблемы науки и практики». Сборник «Актуальные проблемы экологии и охраны окружающей среды». Тольятти: Волжский университет им. В.Н. Татищева, 2010. С.17-19.

16.Влияние температуры на уровень активности некоторых пищеварительных ферментов белуги / Новинский В.Ю., Бедняков Д.А., Неваленный А.Н. // Материалы Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Актуальные проблемы современной науки и образования». Биологические науки. Т.Н. Уфа: РИЦ БашГУ, 2010. С.468-470.

17.Исследование особенностей характеристик ферментов, обеспечивающих процесс мембранного пищеварения у веслоноса / Неваленный А.Н., Новинский В.Ю., Бедняков Д.А. ■// Тезисы докладов XXI Съезда физиологического общества имени И.П. Павлова. Калуга: Типография ООО «БЭСТ-принт», 2010. С.433.

18.Researches into processes of membrane digestion in paddlefish Polyodon spathula Walbaum / Nevalennyy A.N., Novinsky V. Yu. II Book of abstracts of 6th International symposium on sturgeon. "Harmonizing the relationships between human activities and nature: the case of sturgeons". Wuhan, 2009. P.17-18.

Подписано в печать 17.10.11 г. Тираж 100 экз. Заказ № 733 Типография ФГБОУ ВПО «АГТУ», тел. 61-45-23 г. Астрахань, Татищева 16ж.

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Новинский, Вениамин Юрьевич

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1. Современные представления о процессах пищеварения.

1.1.1. Внеклеточное пищеварение.

1.1.2. Внутриклеточное пищеварение.

1.1.3. Мембранное пищеварение.

1.1.4. Симбионтное пищеварение.

1.1.5. Краткая характеристика транспортных процессов.

1.2. Влияние факторов различной природы на процессы пищеварения.

1.2.1. Влияние температуры на пищеварительные процессы.

1.2.2. Влияние концентрации водородных ионов на пищеварительные процессы.

1.2.3. Влияние модификаторов на пищеварительные процессы.

1.2.4. Взаимодействие пищевых веществ в процессе пищеварения.

1.2.5. Влияние ионов металлов на биологические системы.

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1. Характеристика объекта исследования.

2.2. Условия проведения экспериментов.

2.3. Методы определения уровня активности ферментов слизистой оболочки кишечника рыб.

2.3.1. Определение уровня активности а-амилазы.

2.3.2. Определение уровня активности мальтазы.

2.3.3. Определение уровня активности казеинлитических протеиназ.

2.3.4 Определение уровня активности щелочной фосфатазы.

2.4. Статистическая обработка данных.

ГЛАВА 3. Влияние температуры инкубации на уровень активности некоторых пищеварительных ферментов слизистой оболочки кишечника веслоноса.

ГЛАВА 4. Влияние концентрации водородных ионов на уровень активности некоторых пищеварительных ферментов слизистой оболочки кишечника веслоноса.

ГЛАВА 5. Влияние ионов металлов на уровень активности некоторых пищеварительных ферментов слизистой оболочки кишечника веслоноса.

ГЛАВА 6. Влияние углеводов и аминокислот на уровень активности некоторых пищеварительных ферментов слизистой оболочки кишечника веслоноса.

ГЛАВА 7. Эффекты взаимодействия пищевых веществ в слизистой оболочке кишечника веслоноса в условиях in vitro.

ГЛАВА 8. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ.

ВЫВОДЫ.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Особенности процессов мембранного пищеварения у веслоноса"

Актуальность проблемы. Изучение процесса адаптации биологических систем к среде обитания является одной из главных задач современной биологии. Наиболее доступной моделью для решения ряда фундаментальных проблем адаптации является пищеварительная система, т.к. кишечник - это центральный орган, осуществляющий не только переваривание и всасывание пищи, но выполняющий и регуляторную функцию, которая связывает, с помощью мощной гормональной системы, пищеварительную систему с метаболизмом организма в целом (Адаптационно-компенсаторные процессы., 1991; Неваленный и др., 2003). В качестве объекта для исследования адаптации процессов пищеварения удобно использовать рыб, что обусловлено исключительным разнообразием их видового состава, особенностей питания, а также экологических условий (Кузьмина, 2005).

В настоящее время на территории России действует программа по разведению веслоноса - американского представителя отряда Осетрообразные. Отличительной особенностью вида является уникальный, по сравнению с другими осетровыми, тип питания - веслонос является зоопланктонофагом, что делает удобным его выращивание в поликультуре с другими осетровыми.

Цель и задачи исследования. Целью работы являлось изучение in vitro влияния факторов среды и модификаторов различной природы на уровень активности пищеварительных ферментов слизистой оболочки кишечника веслоноса.

В связи с этим в процессе работы предстояло решить следующие задачи:

1. Исследовать влияние температур инкубации (от О °С до 70 °С) на уровень активности а-амилазы, мальтазы, казеинлитических протеиназ и щелочной фосфатазы слизистой оболочки кишечника веслоноса.

2. Установить влияние концентрации водородных ионов в инкубационной среде на уровень активности пищеварительных ферментов слизистой.обо л очки кишечника веслоноса.

3. Исследовать влияние двухвалентных ионов шести металлов четвертого периода Периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева (Мп, Ие, Со, N1, Си, Ъп) в концентрации 10 мг/л на уровень активности мальтазы, казеинлитических протеиназ и щелочной фосфатазы слизистой оболочки кишечника веслоноса.

4. Изучить влияние углеводов (10 шМ растворов глюкозы, фруктозы, сахарозы, мальтозы, а также эквимолярного раствора глюкозы и фруктозы) и аминокислот (10 тМ растворов глицина, глицил-глицина, Ь-аспарагина, Ь-лейцина, Ь-глутамина, Ь-(3-фенил-а-аланина) на уровень активности мальтазы, казеинлитических протеиназ и щелочной фосфатазы слизистой оболочки кишечника веслоноса.

5. Сопоставить интенсивность гидролиза гомогенатами слизистой облочки веслоноса 2% раствора мальтозы, 1% раствора казеина и 0,6 тМ раствора п-нитрофенилфосфата по отдельности и в присутствии одного или двух веществ, являющихся субстратами при определении активности мальтазы, казеинлитических протеиназ и щелочной фосфатазы слизистой оболочки кишечника веслоноса.

Результаты исследования позволяют сделать вывод об адаптированное™ исследованных пищеварительных ферментов слизистой оболочки кишечника веслоноса к широким диапазонам температуры инкубации и концентрации водородных ионов.

Практическая значимость работы. Сведения, полученные в результате исследования могут быть использованы для оптимизации условий выращивания рыб. Результаты исследования могут быть использованы при разработке рецептур кормосмесей для выращивания веслоноса, позволяя точно сбалансировать содержание основных групп пищевых веществ для обеспечения максимальной эффективности гидролитического процесса.

Горбунова (Астрахань, 2008); Конференции «Современные основы формирования сырьевых ресурсов Азово-Черноморского бассейна в условиях изменения климата и антропогенного воздействия» (Ростов-на-Дону, 2008); VII Всероссийской конференции с международным участием посвященной 160-летию со дня рождения И.П. Павлова (СПб, 2009); 6 Международном симпозиуме по осетровым "Harmonizing the relationships between human activities and nature: the case of sturgeons"(KnTaft, Вухан, 2009); 54-ой научной конференции профессорско-преподавательского состава Астраханского Государственного Технического Университета (Астрахань, 2010); Международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы освоения биологических ресурсов Мирового океана» (Владивосток, 2010); VII Международной научно-практической конференции «Татищевские чтения: актуальные проблемы науки и практики» (Тольятти, 2010).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 18 работ, в том числе 3 из них в изданиях, входящих в список ВАК.

Заключение Диссертация по теме "Физиология", Новинский, Вениамин Юрьевич

ВЫВОДЫ

4. Установлено достоверное (р<0,05) изменение уровня активности щелочной фосфатазы слизистой оболочки кишечника веслоноса в условиях in vitro в присутствии ионов металлов. Показано, что ответная реакция фермента веслоноса зависит от положения металла в Периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева: активирующее действие оказывают металлы, находящиеся в начале периода (Mn, Fe (И), Со,), ингибирующее - в конце (Ni, Си и Zn).

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Новинский, Вениамин Юрьевич, Астрахань

1. Адаптационно-компенсаторные процессы: На примере мембранного гидролиза и транспорта / Под ред. A.M. Уголева. JL: Наука, 1991. -288с.

2. Александров В.Я. Реактивность клеток и белки. JL: Наука, 1985.-320с.

3. Аминова В.А., Яржомбек A.A. Физиология рыб. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984. - 200с.

4. Ананичев A.B. Пищеварительные ферменты рыб и сезонная изменчивость их активности // Биохимия, 1959. Т. 24. № 6. С. 10331040.

5. Артюхин E.H. Осетровые (экология, географическое распространение и филогения). СПб: СПбГУ, 2008. - 137с.

6. Архангельский В.В., Крупий В.А., Попова A.A., Виноградов В.К., Бреденко М.В., Мельченков Е.А. Руководство по выращиванию веслоноса в условиях Нижнего Поволжья. Астрахань: КаспНИРХ, 1997. -48с.

7. Бедняков Д.А. Модификационное регулирование уровня активности некоторых пищеварительных ферментов у рыб. Автор, дис. .канд. биол. наук. Астрахань, 2004.

8. Бедняков Д.А., Федорова H.H., Неваленная JI.A. Морфологические особенности кишечника осетровых видов рыб и их гибридов // Механизмы функционирования висцеральных систем. Тезисы докладов. Спб.: Инс-т физ-ии им. И.П. Павлова РАН, 2009в. С.51-52.

9. Блюгер А.Ф., Новицкий H.H., Кушак А.Г. Исследование процессов полисубстратного пищеварения в кишечнике // Теоретические и прикладные аспекты мембранного пищеварения. Тез. докл. 2-го Всес. симпозиума. Рига: Зинатне, 1978. С. 17-19.

10. Виноградов В. К., Ерохина JI. К., Мельченков Е. А. Биологические основы разведения и выращивания веслоноса (Polyodon spathula (Walbaum)) М: РОСИНФОРМАГРОТЕХ, 2003. - 344с.

11. Войнар А.И. Биологическая роль микроэлементов в организме животных и человека. М.: Высшая школа, 1960. - 544с.

12. Волкова И. В. Особенности мембранного пищеварения у карповых видов рыб //51-я науч-практ конф профессорско-преподавательского состава Астраханского государственного технического университета: тез. докл. В 2 т. Астрахань: изд-во АГТУ, 2007. С.55.

13. Волкова И.В. Особенности функционирования пищеварительной системы рыб различных трофологических групп. Автор, дис. .канд. биол. наук. Астрахань, 2010а.

14. Волкова И. В. Функциональные особенности пищеварительной системы у производителей лососевых рыб азово-черноморского бассейна / Т.С.Ершова, И. В. Волкова // Естественные науки.

15. Астрахань: издательский дом «Астраханский университет», 20106. № 3 (32). С.84-87.

16. Воропаев В.М., Валова В.Н., Амвросов Д.Ю., Рачек Е.И. Результаты использования кормов при выращивании различных видов и гибридных форм осетровых рыб в условиях тепловодного хозяйства // Изв. ТИНРО. №149. 2007. С. 366-378.

17. Гальперин Ю.М., Лазарев П.И. Пищеварение и гомеостаз. М., 1986. -280с.

18. Гамыгин Е.А. Комбикорма для рыб. М.: Агропромиздат, 1989. -168 с.

19. Глинский В.В., Ионин В.Г. Статистический анализ: Руководство по обучению. М.: ИНФРА-М, Новосибирск: Сибирское соглашение, 2002. -241с.

20. Голованова И.Л. Некоторые характеристики транспорта углеводов в кишечнике пресноводных костистых рыб // Автореф. дис. канд. биол. наук. Л., 1991.

21. Голованова И.Л., Кузьмина В.В. Транспорт нутриентов в кишечнике рыб // Биология внутренних вод. 1998. №2. С.62-72.

22. Голованова И.Л. Влияние природных и антропогенных факторов на активность карбогидраз молоди рыб// Биология внутренних вод, 2000. №1. С.132-137.

23. Голованова И.Л., Смирнов А.К., Шляпкин И.В. Влияние температуры на активность пищеварительных карбогидраз ротана Perccottus glenii Dyb. в зимний период // Биология внутренних вод, 2009. №2. С.90-92.

24. Голованова И.Л. Влияние биогенных металлов (Си, Zn) на активность карбогидраз молоди рыб in vitro // Биология внутренних вод, 2010. №1. С.98-103.

25. Груздков A.A. Гусев В.М., Егорова В.В., Иезуитова H.H., Никитина A.A., Тимофеева Н.М., Токгаев Н.Т., Уголев A.M. Адаптационно-компенсаторные процессы: На примере мембранного гидролиза и транспорта. Л.: Наука, 1991. - 288с.

26. Диксон М., Уэбб Э. Ферменты: Пер. с англ. М.: Мир, 1982. Т.1. -392с.

27. Егоров С.Н. Исследование влияния некоторых природных и антропогенных факторов на эффективность мембранного пищеварения карпа// Автор, дис. .канд. биол. наук. Астрахань, 1995.

28. Ершова Т.С. Волкова И. В. Характеристика пищеварительных функций у производителей лососевых рыб азово-черноморского бассейна

29. Успехи современного естествознания. №6. М.'Академия естествознания, 2008. С.138-139.

30. Извекова Г.И., Лаптева H.A. Микрофлора, ассоциированная с пищеварительно-транспортнымм поверхностями рыб и паразитирующих в них цестод // Экология. 2004. №3. С.205-209.

31. Калоус В., Павличек 3. Биофизическая химия. Пер. с чешек. М.: Мир, 1985. -446с.

32. Коржуев П.А. Влияние высокой температуры на трипсин теплокровных и холодокровных животных // Физиол. Журнал СССР. 1936. Т.21. Вып.З. С.433-437.

33. Коростелев С.Г. Особенности мембранного пищеварения у рыб различных таксономических и экологических групп. Автореф. дис. .докт. биол. наук. Петропавловск-Камчатский, 2005.

34. Кошланд Д. Значение гибкости в ферментативной активности. В кн.: Ферменты и синтез биополимеров. М.: Мир, 1967. С.249-267.

35. Кравецкий П. А., Волкова И. В., Шипулин С. В. Развитие пищеварительной функции у молоди лососевых рыб // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. №3. М.: Академия естествознания, 2009. С. 122-123.

36. Кузьмина В.В. Особенности мембранного пищеварения у пресноводных костистых рыб // Вопросы ихтиологии, 1977, Т. 17, Вып.1. С.111-119.

37. Кузьмина В.В. Мембранное пищеварение у круглоротых и рыб // Вопросы ихтиологии. 19786. Т.18. № 14. С.684-696.

38. Кузьмина В.В. Общие закономерности мембранного пищеварения у рыб и его адаптивные перестройки: Автор, дис. . .д-ра биол. наук. J1, 1986.

39. Кузьмина В.В., Голованова И.Л. Влияние антропогенных факторов на активность пищеварительных ферментов рыб // Биол. внутр. вод, 1998. №3. С.71-76.

40. Кузьмина В.В., Голованова И.Л. Вклад карбогидраз объектов питания в процессы пищеварения хищных рыб // Вопр. ихтиол. 2001. Т. 41. № 5. С.691-698.

41. Кузьмина В.В., Голованова И.Л., Комов В.Т. Особенности процессов пищеварения у окуня Perca fluviatilis из «кислых» озер Дарвиновского заповедника (Вологодская область) // Вопр. ихтиол. 1998. Т. 38. № 3. С.365-370.

42. Кузьмина В.В., Голованова И.Л., Скворцова Е.Г. Вклад ферментов кормовых объектов в процессы пищеварения рыб. Влияние природных и антропогенных факторов // Вопр. ихтиол. 1999. Т.39. №3. С.384-393.

43. Кузьмина В.В., Неваленный А.Н. Температурные адаптации // Физиология адаптационных процессов. Руководство по физиологии. М.: Наука, 1986. С.394-403.

44. Кузьмина В.В., Неваленный А.Н. Влияние концентрации водородных ионов на активность карбогидраз пищеварительного тракта рыб // Вопросы ихтиологии, 1983. Т. 23, вып. 3. С.481-490.

45. Кузьмина В.В., Скворцова Е.Г. Вклад протеолитических ферментов объектов питания в процессы пищеварения хищных рыб // Вопр. ихтиологии, 2003. Т. 43, №2. С.209-214.

46. Кузьмина В.В., Ушакова Н.В. Влияние температуры, рН и тяжелых металлов (медь, цинк) на активность протеиназ слизистой оболочки пищеварительного тракта типичных и факультативных ихтиофагов // Вопр. ихтиологии. Т. 47. № 4. 2007а. С.566-573.

47. Кузьмина В.В., Ушакова Н.В. Влияние температуры, pH и тяжелых металлов (медь, цинк) на активность протеиназ потенциальных объектов питания типичных и факультативных ихтиофагов // Вопр. ихтиологии. Т. 47. № 6. 20076. С.837-846.

48. Куперман Б.И., Кузьмина В.В. Структурная и функциональная топография кишечника рыб разных экологических групп // Экологическая физиология и биохимия рыб. Вильнюс, 1985. С.489-490.

49. Кушак Р.И. Пищеварительно-транспортная система энтероцитов. -Рига: Зинанте, 1983. 304с.

50. Левченко O.E. Влияние температуры и концентрации водородных ионов среды на уровень активности пищеварительных ферментов некоторых лососеобразных рыб. Автор, дис. канд. биол. наук. Астрахань, 2005.

51. Леус Ю.В., Грубинко В.В. Активность антиоксидантной системы карпа при действии ионов тяжелых металлов // Гидробиол. ж. 1998. 34, №2. С.59-63.

52. Лизосомы. Методы исследования / Под. ред. Дж. Дингла. М.: Мир, 1980. - 342с.

53. Мембранный гидролиз и транспорт: Новые данные и гипотезы. Л.: Наука, 1986.-240 с.

54. Мечников И.И. (1880) О внутриклеточном пищеварении у кишечнополостных // Акад. собр. соч. М.: Изд-во мед. лит., 1954. Т.5. С.9-10.

55. Миллер Р. Четвертичные пресноводные рыбы Северной Америки. / В сб. Четвертичный период в США. Т.2. 1969. С.371-374.

56. Неваленный А.Н. Влияние температуры на эффективность функционирования транспортных систем кишечника рыб // Автореф. дис. . канд. биол. наук. М., 1987.

57. Неваленный А.Н. Функциональная организация и адаптивная регуляция процессов пищеварения у рыб в различных экологических условиях. Автореф. дис. .докт. биол. наук. М., 1996.

58. Неваленный А.Н., Бедняков Д.А., Дзержинская И.С. Энзимология: Учеб. пособие / Астрахан. гос. техн. ун-т. Астрахань: Изд-во АГТУ. 2005. С.74-79.

59. Неваленный А.Н., Бедняков Д.А., Новинский В.Ю. Исследование некоторых характеристик ферментов, обеспечивающих процесс мембранного пищеварения у веслоноса // Вопр. ихтиологии. 2010. Т.50. №3. С.400-404.

60. Неваленный А.Н., Коростелев С.Г. Влияние модификаторов на процесс мембранного пищеварения у сибирского осетра Acipenser baeri // Журн. эволюц. биохим. и физиол., 2002. Т.38. №2. С. 185-187.

61. Немова H.H., Высоцкая Р.У. Биохимическая индикация состояния рыб. -М.: Наука, 2004.-215с.

62. Никольская М.П. Особенности развития системы ампулярных электрорецепторов в онтогенезе веслоноса Polyodon и осетровых рыб // Доклады АН СССР. Т.268. №2. 1983. С. 474-477.

63. Павлов И.П. (1897). Лекции о работе главных пищеварительных желез // Поли. собр. соч. М.-Л.: Изд-во АН СССР, 1951, т.2, кн.2. С. 11-215.

64. Пегель В.А. Физиология пищеварения рыб. Томск: Изд. Томского университета, 1950. - 199с.

65. Пономарев C.B., Иванов Д.И. Осетроводство на интенсивной основе. -М.: Колос, 2009. 312 с.

66. Пятницкий Н.П. Об изменчивости пепсина лососевых // Докл. VI Всес. съезда физиологов. Тбилиси, 1937.

67. Сорвачев К.Ф. Основы биохимии питания рыб. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1982. - 247с.

68. Строганов Н.С. Экологическая физиология рыб. М.: Изд. МГУ, 1962. -348с.

69. Тимофеева Н.М., Иезуитова H.H., Черняховская М.Ю., Де Лей П., Уголев A.M. Взаимодействие трибутирина, дипептидаз и сахарозы при их гидролизе слизистой тонкой кишки // Докл. АН СССР. 1967. Т. 176. С.1451-1454.

70. Туктаров A.B. Влияние ионов металлов на пищеварительно-транспортную функцию кишечника осетровых рыб. Автор, дис. канд. биол. наук. Астрахань, 2002.

71. Туктаров A.B. Анализ воздействия осмолярности окружающей среды на активность комплекса пищеварительных ферментов русского осетра методом многомерного шкалирования // Юг России: экология, развитие. №4. 2010. С.70-73.

72. Туляганова Е.Х. Материалы по регулированию мембранного пищеварения. Автореф. дис. канд. биол. наук. Л., 1972.

73. Тюкавкина H.A., Бауков Ю.И. Биоорганическая химия. М.: Медицина, 1985. - 480с.

74. Уайт А., Хендлер Ф., Смит Э., Хилл Р., Леман И. Основы биохимии: Пер. с англ. М.: Мир, 1981. Т. 1-3. - 1880с.

75. Уголев A.M. О существовании пристеночного (контактного) пищеварения // Бюлл. экспер. биол. и мед., 1960. Т.49. №1. С. 12-17.

76. Уголев A.M. Мембранное пищеварение. Полисубстратные процессы, организация и регуляция. Л.: Наука, 1972. - 358с.

77. Уголев A.M. Эволюция пищеварения и принципы эволюции функций: элементы современного функционализма. Л.: Наука, 1985. -544с.

78. Уголев A.M. Естественные технологии биологических систем. -Л.: Наука, 1987. -317с.

79. Уголев A.M., Груздков A.A. Голованова И.Л. Механизмы адаптации ферментов, осуществляющих мембранное пищеварение у рыб. Экологическая физиология и биохимия. Астрахань, 1979. С.47-48.

80. Уголев A.M., Митюшова Н.М., Егорова В.В. Регуляторные свойства пищеварительных ферментов и биология многосубстратных пищеварительных процессов // Журнал эволюц. биохим. физиолог. 1977. Т.13. С.589-599.

81. Уголев A.M., Груздков A.A., Де Лей П. Некоторые особенности полисубстраных процессов на стадии мембранного пищеварения и их значение в функционировании пищеварительной системы // Физиол. журн. СССР, 1974. Т.60. №2. С.240-249.

82. Уголев A.M., Груздков A.A., Иезуитова H.H., Митюшова Н.М., Тимофеева В.А., Цветкова В.А. Ферментные адаптации как интегративные системные реакции // Мембранный гидролиз и транспорт. Новые данные и гипотезы. Л.: Наука, 1986. С.64-72.

83. Уголев A.M., Иезуитова H.H., Цветкова В.А. Эволюционная физиология пищеварения // Руководство по физиологии. Эволюционная физиология / Под ред. Е.М. Крепса. Л.: Наука, 1983. С.301-370.

84. Уголев A.M., Кузьмина В.В. Пищеварительные процессы и адаптации у рыб. СПб: Гидрометеоиздат, 1993. - 283с.

85. Умбагер Г. Подавление активности фермента конечным продуктом (ингибирование конечным продуктом) как механизм обратной связи. В кн.: Регуляторные механизмы клетки. М.: МИР, 1964. С.390-407.

86. Ушаков В.Б. Физиологический анализ изменений приспособленности особей в онтогенезе и селективного преимущества гетерозигот // Журн. Общ. Биол, 1984. Т. 46, № 5. С.602-614.

87. Фандж Р., Гроув Д. Пищеварение //Биоэнергетика и рост рыб. -М.: Легкая и пищевая промышленность, 1983. С.112-202.

88. Филиппович Ю.Б. Основы биохимии. М.: Высшая школа, 1969. - 576с.

89. Филлипов A.A., Голованова И.Л. Раздельное и совместное влияние меди и цинка in vitro на активность карбогидраз кишечника пресноводных костистых рыб // Биология внутренних вод, 2010. №1. С.104-109.

90. Хаблюк В.В. Очистка и свойства пищеварительных ферментов из гепатопанкреаса карпа. Автореф. дис. . канд. биол. наук. Краснодар, 1984.

91. Халилов Ф.К. Материалы по морфологии и гистологии пищеварительной системы костистых рыб. Алма-Ата: Мектеп, 1969. -131с.

92. Хочачка П. Сомеро Д. Биохимическая адаптация: Пер. с англ. -М.: Мир, 1988. 568с.

93. Хюттер Г.Ю., Егорова В.В., Никитина A.A. Регуляторные свойства некоторых ферментов, осуществляющих мембранное пищеварение в тонкой кишке. В кн.: Мембранный гидролиз и транспорт: Новые данные и гипотезы. Л.: Наука, 1986. С.98-103.

94. Чеботарева Ю.В., Савоскул С.П., Савваитова К.А. Гермафродитизм у рыб Норило-Пясинской водной системы // Вопр. ихтиол. 1998. Т.38. №4. С.564-568.

95. Шивокине Я., Мицкенене Л. Углеводорасщепляющие бактерии в пищеварительном тракте гидробионтов // Совр. пробл. физиол. и биохим. водн. организмов. Матер, междунар. конф. Петрозаводск, 2004. С.151-152.

96. Щербаков Г.Г. Сравнительно-физиологические исследования пристеночного (мембранного) пищеварения у кур, рыб и млекопитающих. Автор, дис. канд. биол. наук. Л., 1969.

97. Щербина M.А. Переваримость питательных веществ по мере прохождения пищи по кишечнику карпов // Сб. науч. тр. ВНИИ прудового рыб. х-ва, 1967. Вып. 15. С.40-53.

98. Arrhenius S. Über die Reaktionsgeschwindigkeit bei der Inversion Rohrzucker durch Säuren // Z. Physic. Chem. 1889. Vol. 4. P.226-238.

99. Barnhoorn I., van Vuren J.H.J., du Preez H.H. Die effek van subletale dosisse mangaan op die getal witbloedseltipes van die bloukurper Oreochromis mossambicus // SA Tydskrif Natuurwetenskap Tegnol, 1999. Vol. 18, №1. P.5-9.

100. Barrengton E.J.W. The alimentary canal and digestion // Physiology of Fishes. N.4. Acad. Press. 1957. Vol. 1. P. 109-161.

101. Berge G.B., Bakke-McKellep A.M., Lied E. In vitro uptake and interaction between arginine and lysine in the intestine of Atlantic salmo (Salmo salar) // Aquaculture, 1999. №1-4. P. 181-193.

102. Bergot P. Demonstration pur le rounge de ruthenium d'invasinations profondes de la membrane plasmique applicale des enterocytes dans l'intestin postérieur ches la bruite arcenciel //Ann. Biol. Anim. Biochim. Biophys. 1976. Vol.16. №1. P.37-42.

103. Bergot P., Flechon J. Forme et voie d'absorption intestionale des acides gras a'chaine longue ches la truite arcen-cicl (Salmo gairdneri Rich.). I. Lipides en particules //Ann. Biol. Anim. Biochim. Biophys. 1970. Vol 10. № 3. P.459-472.

104. Birstein V.J., De Salle R. Molecular phylogeny of Acipenseridae // Molecular phylogenetics and evolution. Vol.5.1. 1998. P.141-155

105. Bodansky O. The inhibitory effects of DL-alanine, L-glutamic acid, L-lysine and L-histidine on the activity of intestinal, bone and kidney phosphatases. //J. Biol. Chem., 1948. Vol. 174. №2. P.465-476.

106. Boge G., Rigal A., Peres G. The use of intestinal brush border membrane vesicles for comparative studies of glucose and amino isobutyricacid transport by pour species of marine teleost // Comp. Biochem. Physiol. 1982. Vol.72. №1. P.85-89.

107. Brafield A.E., Koodie A.V. The effect of high dietary zinc on trypsin activity in carp (Cyprinus carpio) // J. Fish Biol, 1994. Vol. 45, №1. P. 169172.

108. Bridge T.W. Polyodon has cartilaginous ribs // Zoologischer Anzeiger. № 29. P.240.

109. Carlson D.M., Kettler M.K., Fisher S.E., Whitt G.S. Low genetic variability in paddlefish populations // Copeia. №.3 1982. P.721-725.

110. Cheesman C.J., Smyth D.H. Interaction of amino acid, piptides and peptidases in the small intestine // Proc. Roy. Soc. London, 1957. Vol. 190. №1099. P. 149-163.

111. Chesley L.C. The concentrations of proteases, amylase and lipase in certain marine fishes // Biol, Bull. (Woods Hole. Mass). 1934. Vol. 66.

112. Chiu Y.N., Benitez L.V. Studies on the carbohydrases in digestive tract of milkfish Chanos chanos // Mar. Biol., 1981. Vol. 61. № 2-3. P.247-254.

113. Coker R.E. Nethuselah of the Missisipi (Paddlefish) // Sci. Monthly. V.16. №.1. 1923.

114. Colbeau A., Maroux S. Integration of alkaline phosphatase in the intestinal brush-border membrane // Biochim. Biophys. Acta. Vol. 511. P.39-51.

115. Crozier W. On the critical thermal increment for the locomotion of a diplopod // Journ. Gen. Physiol. 1924. Vol. 7. P.123-137.

116. De Boeck Gudrun, Blust Ronny. Physiological disturbances in the energy metabolism of common carp during sublethal copper exposure // 7-th Int. Symp. Fish Physiol., Oslo, 1996. P.9.

117. De Duve C. Tissue fractionation. Past and present // J. Cell. Biol. 1977. V. 50. P.200-550.

118. De Laey P. Absorption of pancreatic enzymes on the intestinal membrane. In: Proteides of the biological fluids // Ed. H. Peters. Amsterdam etc.: Elsevier, 1968. P.159-165.

119. Dethloff Gail M., Bailey Howard C. Effects of copper on immune system parameters of rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) // Environ. Toxicol, and Chem, 1998. Vol. 17. №19. P. 1807-1814.

120. Eggermont E. The biochemical defects in sucrose intolerance and in glucose-galactose malabsorption. These, 1968.

121. El-Saed A., Nmartiniez I., Moyano F. Assessment of the effect of plant inhibitors on digestive proteases of nile tilapia using in vitro assays // Aquaculture Int, 2000. №5. P.403-415.

122. Eschmeyer W. N., Fong J. D. Species of Fishes by family/subfamily. Catalog of Fishes. Electronic version, 2010. Available at on-line version http://research.calacademy.org/research/ichthyology/catalog/SpeciesByFami ly.asp

123. Fange R., Grove D. Digestion // Fish physiology. New York etc., 1979. Vol. 8. Bioenergetics and growth.

124. Fisher R.B., Persons D.S. Galactose absolution from the surviving small intestine of the rat // J. Physiol., 1953. Vol.119. №2/3. P.255-370.

125. Hagihira H., Lin E.C.C., Samiy A.H., Wilson T.H. Active transport of lysine, ornithine, arginine and cystine by the intestine // Biochem. Biophys. Research Communications, 1961. Vol. 61. №4. P.478-481.

126. Hochachka P.W., Somero G.N. Stratigies of biochemical adaption. Philadelphia etc., 1973.

127. Hoppe-Seyler F. Uber Unterschiede im chemishen Bau der Verdauung höherer und niederer Tiere // Pflugers Arch. 1877. Bd 14.

128. Huang Feng, Ean Ansheng, Mu Song, Wang Xiaodong. The proteases and amylases Hypophthalmichthys molitrix and Aristichthys nobilis // J. Fish. Sci. China. 1999. №2. P. 14-17.

129. Hussakof L. The spoonbill of the lower Missisipi // Transactions of the American Fisheries Society. V.40. 1910, P. 245-248.

130. Iwai T. The comparative study of the digestive tract of telecast larvae. V. Fat absorption the gut epithelium of gold-fish larvae // Bull. Jap.Sci. Fish. 1968. V.34. P.973-978.

131. Jansson B.O., Olsson P. The cytology of the caecal epithelial cells of Perca // Acta zool. Stockholm. 1960. V.41. № 3. P.267-276.

132. Jiayin Dai, Zheng Weiyun, Wang Shuhong. Influence of copper and zinc ions on activity of enzymes in tissues young Pagrosomus major // Chin. J. Environ. Sci, 1998. Vol. 19, №5. P.60-62.

133. Jonsson Maria. Mechanism for development of tolerance to heavy metals in epithelial gill cells of Rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) // 7th Int. Symp. Fish Physiol., Oslo, 1996. P.70.

134. Kapoor B.G., Smith H., Verighinn I.A. The alementary canal and digestion in teleosts//Adv. marine boil. 1975. V. 13. P. 109-239.

135. Koshland D.E. Conformation changes at the active site during enzyme action. Feder, Proc. Vol.23. №3. Parts I. 1964. P.719-726.

136. Kravetsky P. A., Volkova I. V., Shipulin S. V. Classification of herbivorous fishes by activity of digestive enzymes // International journal of experimental education. № 3. Montenegro, 2008. P.51-52.

137. Larsen P.R., Rose J.E., Tapley D.F. Transport of neutral, dibasic and N- methyl-substituted amono acid by rat intestine // Biochim. Biophys. Acta, 1964. Vol.88. №3. P.570-577.

138. Leichter L., Tolensky A.F. Effect of dietary lactose on the abso(J)tion of protein, fat and calcium in the postweaning rat // Amer. J. Clin. Nutrition, 1975. Vol.28. №3. P.238-241.

139. Lindsay G.J.H., Gooday G.W. Chytionlithic enzymes and the bacterial microflora in the digestive tract of cod, Gadus morhua // J. Fish Biol. 1985-26.N.3.

140. Linschcer W.G., Malagelada J.K., Fishman W.H. Diminished oleic acid absorbtion in man L-phenylalanine inhibition of an intestinal phosphohy-drolase // Nature New Biol., 1971. Vol. 231. №21. P. 116-117.

141. Linscher W.G., Malagelada J.K., Fishman W.H. Diminished oleic acid abso(j)tion in man L-phenylalanine inhibition of an intestinal phosphohy-drolase // Nature New Biol., 1971. Vol.231. №21. P. 116-117.

142. Malik D.S., Sastry K.V., Hamilton D.P. Effects of zinc toxicity on biochemical composition of muscle and liver of murrel (Channa punctatus) // Environ. Int, 1998. Vol. 24, №4. P.433-438.

143. Monod J., Wyman J., Changeux J.P. On the nature of allosteric transition//J. Mol. Biol. Vol.12. 1965. P.85-118.

144. Nagase G. Contribution to the physiology of digestion in Tilapia mossambica Petors: Digestive enzymes and the offects of diets on their activity // Z. Vergl. Physiol., 1964. Vol. 49.

145. Natarjan M., Ross B., Ross L.G. Susceptibility of carp and tilapia amilase to purified wheat amylase inhibition // Aquaculture, 1992. №3. P.265-274.

146. Novick A., Szilard L. Experiments with the chemostat on the rates of amino acid synthesis in bacteria. In.: Dynamics of growth processes. Princeton, 1954. P.21-32.

147. Odense P.H., Bishop C.M. The ultrastructure of the epithelial border of the ileum, pyloryc caeca and rectum of cod, Gadus morhua // J. Fish Res. Board Can. 1966. V.23. № 12. P. 1841-1843.

148. Oluah N.S. Plasma aspartate aminotransferase activity in the catfish Clarias albopunctatus exposed to sublethal zinc and mercury // Bull. Environ. Contam. and Toxicol,1999. Vol. 63, №3. P.343-349.

149. Pavios M., Anders F., Sorunn S., Olav V. Colonization of the gut in first feeding turbot by bacterial strains added to the water of bioencapsulated in rotifers. Aquaculture Int. 2000. 8. №5. P.367-380.

150. Pehrson T. Some observations on the development and morphology of the dermal bones in the akull of Acipenser and Polyodon // Acad. Zool. (Stockholm) №.25. 1944. P.27-48.

151. Purkett C.A. Reproduction and early development of the paddlefish // Trans. Amer. Fish. Soc. V.90. №.2. 1961, P. 125-129.

152. Ruelle R., Hudson P.L. Paddlefish (Polyodon spathula): growth and food of young-of-the-year and a suggested technique for Measuring length // Trans. Amer. Fish. Soc. V.106. №.6. 1977. P.609-613.

153. Russell R. Biology and Life History of the Paddlefish A Revies // The Paddlefish: Status, Management and Propagation.- North Central Division of American Fisheries Society Special Publication Number 7 August, 1986. P.2-21.

154. Sastry K.V., Garg V.K., Agraval V.P. Effect of inhibitors on Na-dependent D-glucose transport in the small intestine of two teleost fishes // Indian. J. exp. Biol. 1977. Vol. 15. № 8. P.661-662.

155. Simon L.M., Laszlo K., Kotorman M., Vertesi A., Bagi K., Nemcsok J. Effects of synthetic pyrethroids and methidation on activities of somedigestive enzymes in carp (Cyprinus carpio L.) // J. Environ. Sci. and Health. B., 1999. Vol. 34, №5. P.819-828.

156. Smith M.W. Membrane transport in fish intestine // Comp. Biochem. Physiol. 1983. Vol.75. №3.

157. Spallanzani L. Experiences sur la digestion de l'home et de différentes especes d'animaux. Geneve, 1783. 76p.

158. Umbarger H.E. Regulation of the biosynthesis of the branchedchain amino acid. In.: Current topics in cellular regulation. V.l. New York-London, 1969. P.57-76.

159. Ushiyama H., Fugimori T., Schibata T., Yoshimura K. Studies on carbohydrates in the pyloric caeca of the salmon, Oncorchynchus keta // Bull. Fac. Fish. Hoccaido Univ., 1965. Vol. 16. №3. P. 183-188.

160. Van Vuren J.H.J., Van der Merwe Marinda, Du Preez H.H. The effect of copper on the blood chemistry of Clarias gariepinus // Ecotoxicol. and Environ. Safety, 1994. Vol. 29. №2. P. 187-199.

161. Volkova I. V. Some digestive enzyme activity in phytophagous fishes at the early stages of the postembryonic development // International journal of experimental education. №3. Montenegro, 2008. P.57.

162. Vonk H.J. Die Verdauung bei den Fischem // Z. vergl. Physiol. 1927. Vol.5.

Информация о работе

Новинский, Вениамин Юрьевич
кандидата биологических наук
Астрахань, 2011
ВАК 03.03.01

Диссертация

Особенности процессов мембранного пищеварения у веслоноса - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему Особенности процессов мембранного пищеварения у веслоноса ВАК РФ 03.03.01, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Особенности процессов мембранного пищеварения у веслоноса"

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Новинский, Вениамин Юрьевич

Введение Диссертация по биологии, на тему "Особенности процессов мембранного пищеварения у веслоноса"

Заключение Диссертация по теме "Физиология", Новинский, Вениамин Юрьевич

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Новинский, Вениамин Юрьевич, Астрахань

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Особенности процессов мембранного пищеварения у веслоноса
ВАК РФ 03.03.01, Физиология