Изменение активности Na+/K+-АТФазы и липидного состава жабр горбуши Oncorhynchus gorbuscha (Salmonidae) Белого моря в ходе нерестовой миграции

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Somente assinantes

Resumo

Представлены данные об изменении активности мембраносвязанного фермента осморегуляции Na+/K+-АТФазы и липидного состава в жабрах горбуши Oncorhynchus gorbuscha при нерестовой миграции из Белого моря в речную среду через эстуарий. Компенсаторная реакция горбуши в гипоосмотической среде сопровождается снижением активности Na+/K+-АТФазы и изменением содержания фосфатидилсерина и полиненасыщенных жирных кислот (линолевой, эйкозапентаеновой и докозагексаеновой). Полученные результаты свидетельствуют о позволяющей реализовать репродуктивную стратегию эффективной осморегуляции у горбуши при нерестовой миграции из моря в реку.

Texto integral

Acesso é fechado

Sobre autores

Е. Кяйвяряйнен

Институт биологии Карельского научного центра РАН

Email: nlrend@mail.ru
Rússia, Петрозаводск

Н. Фокина

Институт биологии Карельского научного центра РАН

Email: nlrend@mail.ru
Rússia, Петрозаводск

Н. Рендаков

Институт биологии Карельского научного центра РАН

Autor responsável pela correspondência
Email: nlrend@mail.ru
Rússia, Петрозаводск

Д. Ефремов

Институт биологии Карельского научного центра РАН

Email: nlrend@mail.ru
Rússia, Петрозаводск

Н. Немова

Институт биологии Карельского научного центра РАН

Email: nlrend@mail.ru
Rússia, Петрозаводск

Bibliografia

  1. Алексеев М. Ю., Ткаченко А. В., Зубченко А. В. и др. 2019. Распространение, эффективность нереста и возможность промысла интродуцированной горбуши (Oncorhynchus gorbusha Walbaum) в реках Мурманской области // Рос. журн. биол. инвазий. Т. 12. № 1. С. 1–13.
  2. Веселов А. Е., Павлов Д. С., Барышев И. А. и др. 2016. Полиморфизм покатной молоди горбуши Oncorhynchus gorbuscha в реке Индера (Кольский полуостров) // Вопр. ихтиологии. Т. 56. № 5. С. 571–576. https://doi.org/10.7868/S0042875216040196
  3. Гордеева Н. В., Салменкова Е. А., Прусов С. В. 2015. Динамика биологических и популяционно-генетических показателей у горбуши Oncorhynchus gorbuscha, вселённой в бассейн Белого моря // Там же. Т. 55. № 1. С. 45–53. https://doi.org/10.7868/S0042875215010063
  4. Елаев Н. Р., Семенов Е. В. 1974. Изменение активности мембранных АТФаз мозга при воздействии холино- и адреномиметических веществ // Биохимия. Т. 39. № 3. С. 636–640.
  5. Немова Н. Н., Кяйвяряйнен Е. И., Рендаков Н. Л. и др. 2021. Содержание кортизола и активность Na+/K+-АТФазы при адаптации молоди горбуши Oncorhynchus gorbuscha (Salmonidae) к изменению солёности среды // Вопр. ихтиологии. Т. 61. № 5. С. 599–606. https://doi.org/10.31857/S0042875221050131
  6. Павлов Е. Д., Ганжа Е. В., Павлов Д. С. 2022. Уровень тиреоидных и половых стероидных гормонов у горбуши Oncorhynchus gorbuscha в морской и пресноводный периоды нерестовой миграции // Там же. Т. 62. № 3. С. 356–363. https://doi.org/10.31857/S004287522203016X
  7. Смирнов А. И. 1975. Биология, размножение и развитие тихоокеанских лососей. М.: Изд-во МГУ, 336 с.
  8. Цыганов Э. П. 1971. Метод прямого метилирования липидов после ТСХ без элюирования с силикагеля // Лаб. дело. Т. 8. С. 490–493.
  9. Ahmed K., Thomas B. S. 1971. The effects of long chain fatty acids on sodium plus potassium ion-stimulated adenosine triphosphatase of rat brain // J. Biol. Chem. V. 246. № 1. P. 103–109. https://doi.org/10.1016/S0021–9258(18)62538–4
  10. Arduini A., Peschechera A., Dottori S. et al. 1996. High performance liquid chromatography of long-chain acylcarnitine and phospholipids in fatty acid turnover studies // J. Lipid Res. V. 37. № 3. P. 684–689. https://doi.org/10.1016/S0022–2275(20)37609–4
  11. Biochemistry of lipids, lipoproteins and membranes. 2002. Amsterdam et al.: Elsevier, 607 p.
  12. Birnie-Gauvin K., Bordeleau X., Cooke S. J. et al. 2021. Life-history strategies in salmonids: the role of physiology and its consequences // Biol. Rev. V. 96. № 5. P. 2304–2320. https://doi.org/10.1111/brv.12753
  13. Bradford M. M. 1976. A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding // Anal. Biochem. V. 72. № 1–2. P. 248–254. https://doi.org/10.1016/0003–2697(76)90527–3
  14. Campbell J. H., Dixon B., Whitehouse L. M. 2021.The intersection of stress, sex and immunity in fishes // Immunogenetics. V. 73. № 1. P. 111–129. https://doi.org/10.1007/s00251–020–01194–2
  15. Contreras F.-X., Ernst A. M., Wieland F., Brugger B. 2011. Specificity of intramembrane protein-lipid interactions // Cold Spring Harb. Perspect. Biol. V. 3. № 6. Article a004705. https://doi.org/10.1101/cshperspect.a004705
  16. Cook K. V., McConnachie S.H., Gilmour K. M. et al. 2011. Fitness and behavioral correlates of pre-stress and stress-induced plasma cortisol titers in pink salmon (Oncorhynchus gorbuscha) upon arrival at spawning grounds // Horm. Behav. V. 60. № 5. P. 489–497. https://doi.org/10.1016/j.yhbeh.2011.07.017
  17. Cornelius F. 2008. Cholesterol-dependent interaction of polyunsaturated phospholipids with Na, K-ATPase // Biochemistry. V. 47. № 6. P. 1652–1658. https://doi.org/10.1021/bi702128x
  18. Cornelius F., Habeck M., Kanai R. et al. 2015. General and specific lipid–protein interactions in Na, K-ATPase // Biochim. Biophys. Acta – Biomembr. V. 1848. № 9. P. 1729–1743. https://doi.org/10.1016/j.bbamem.2015.03.012
  19. Esmann M., Marsh D. 2006. Lipid–protein interactions with the Na, K-ATPase // Chem. Phys. Lipids. V. 141. № 1–2. P. 94–104. https://doi.org/10.1016/j.chemphyslip.2006.02.018
  20. Folch J., Lees M., Sloane Stanley G. H. 1957. A simple method for the isolation and purification of total lipides from animal tissues // J. Biol. Chem. V. 226. № 1. P. 497–509. https://doi.org/10.1016/S0021–9258(18)64849–5
  21. Folmar L. C., Dickhoff W. W. 1980. The parr–smolt transformation (smoltification) and seawater adaptation in salmonids // Aquaculture. V. 21. № 1. P. 1–37. https://doi.org/10.1016/0044–8486(80)90123–4
  22. Gallagher Z. S., Bystriansky J. S., Farrell A. P., Brauner C. J. 2013. A novel pattern of smoltification in the most anadromous salmonid: pink salmon (Oncorhynchus gorbuscha) // Can. J. Fish. Aquat. Sci. V. 70. № 3. P. 349–357. https://doi.org/10.1139/cjfas-2012–0390
  23. Guidelines for the use of fishes in research. 2014. Bethesda: Am. Fish. Soc., 90 p.
  24. Habeck M., Haviv H., Katz A. et al. 2015. Stimulation, inhibition, or stabilization of Na, K-ATPase caused by specific lipid interactions at distinct sites // J. Biol. Chem. V. 290. № 8. P. 4829–4842. https://doi.org/10.1074/jbc.M114.611384
  25. Handloser D., Widmer V., Reich E. 2008. Separation of phospholipids by HPTLC – an investigation of important parameter // J. Liq. Chromatogr. Relat. Technol. V. 31. № 13. P. 1857–1870. https://doi.org/10.1080/10826070802188940
  26. Haviv H., Habeck M., Kanai R. et al. 2013. Neutral phospholipids stimulate Na, K-ATPase activity // Ibid. V. 288. № 14. P. 10073–10081. https://doi.org/10.1074/jbc.M112.446997
  27. Hayashi Y., Mimura K., Matsui H., Takagi T. 1989. Minimum enzyme unit for Na+/K+-ATPase is the αβ-protomer. Determination by low-angle laser light scattering photometry coupled with high-performance gel chromatography for substantially simultaneous measurement of ATPase activity and molecular weight // Biochim. Biophys. Acta – Biomembr. V. 983. № 2. P. 217–229. https://doi.org/10.1016/0005–2736(89)90237-X
  28. Heard W. R. 1991. Life history of pink salmon (Oncorhynchus gorbuscha) // Pacific Salmon life histories. Vancouver: UBC Press. P. 121–232.
  29. Hwang P.-P., Lee T.-H., Lin L.-Y. 2011. Ion regulation in fish gills: recent progress in the cellular and molecular mechanisms // Am. J. Physiol. Integr. Comp. Physiol. V. 301. № 1. P. R28–R47. https://doi.org/10.1152/ajpregu.00047.2011.
  30. Inokuchi M., Hiroi J., Kaneko T. 2022. Why can mozambique tilapia acclimate to both freshwater and seawater? Insights from the plasticity of ionocyte functions in the euryhaline teleost // Front. Physiol. V. 13. Article 914277. https://doi.org/10.3389/fphys.2022.914277
  31. Kahovcová J., Odavić R. 1969. A simple method for the quantitative analysis of phospholipids separated by thin layer chromatography // J. Chromatogr. A. V. 40. P. 90–96. https://doi.org/10.1016/S0021–9673(01)96622–1
  32. Kang J. X., Leaf A. 1996. Evidence that free polyunsaturated fatty acids modify Na+ channels by directly binding to the channel proteins // Proc. Natl. Acad. Sci. V. 93. № 8. P. 3542–3546. https://doi.org/10.1073/pnas.93.8.3542
  33. Kubokawa K., Watanabe T., Yoshioka M., Iwata M. 1999. Effects of acute stress on plasma cortisol, sex steroid hormone and glucose levels in male and female sockeye salmon during the breeding season // Aquaculture. V. 172. № 3–4. P. 335–349. https://doi.org/10.1016/S0044–8486(98)00504–3
  34. Liao B.-K., Chen R.-D., Hwang P.-P. 2009. Expression regulation of Na+-K+-ATPase α1-subunit subtypes in zebrafish gill ionocytes // Am. J. Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol. V. 296. № 6. P. R1897–R1906. https://doi.org/10.1152/ajpregu.00029.2009
  35. Madsen S. S., Kiilerich P., Tipsmark C. K. 2009. Multiplicity of expression of Na+, K+-ATPase α-subunit isoforms in the gill of Atlantic salmon (Salmo salar): cellular localisation and absolute quantification in response to salinity change // J. Exp. Biol. V. 212. № 1. P. 78–88. https://doi.org/10.1242/jeb.024612
  36. McCormick S.D. 2013. Smolt physiology and endocrinology // Fish Physiol. V 32. P. 199–251. https://doi.org/10.1016/B978–0–12–396951–4.00005–0
  37. McCormick S.D., Regish A. M., Christensen A. K. 2009. Distinct freshwater and seawater isoforms of Na+/K+-ATPase in gill chloride cells of Atlantic salmon // J. Exp. Biol. V. 212. № 24. P. 3994–4001. https://doi.org/10.1242/jeb.037275
  38. Murzina S. A., Pekkoeva S. N., Kondakova E. A. et al. 2020. Tiny but fatty: lipids and fatty acids in the daubed shanny (Leptoclinus maculatus), a small fish in Svalbard waters // Biomolecules. V. 10. № 3. Article 368. https://doi.org/10.3390/biom10030368
  39. Murzina S. A., Voronin V. P., Ruokolainen T. R. et al. 2022. Comparative analysis of lipids and fatty acids in beaked redfish Sebastes mentella Travin, 1951 collected in wild and in commercial products // J. Mar. Sci. Eng. V. 10. № 1. Article 59. https://doi.org/10.3390/jmse10010059
  40. Olsen R. E., Henderson R. J. 1989. The rapid analysis of neutral and polar marine lipids using double-development HPTLC and scanning densitometry // J. Exp. Mar. Biol. Ecol. V. 129. № 2. P. 189–197. https://doi.org/10.1016/0022–0981(89)90056–7
  41. Paulsen T. 2022. Marine growth of introduced pink salmon (Oncorhynchus gorbuscha) caught in northern and central Norway: M. Sci. Thesis. Tromsø: UiT, 39 p.
  42. Sackville M., Wilson J. M., Farrell A. P., Brauner C. J. 2012. Water balance trumps ion balance for early marine survival of juvenile pink salmon (Oncorhynchus gorbuscha) // J. Comp. Physiol. B. V. 182. № 6. P. 781–792. https://doi.org/10.1007/s00360–012–0660–0
  43. Sandlund O. T., Berntsen H. H., Fiske P. et al. 2019. Pink salmon in Norway: the reluctant invader // Biol. Invasions. V. 21. № 4. P. 1033–1054. https://doi.org/10.1007/s10530–018–1904-z
  44. Schuurmans Stekhoven F. M.A.H., Tijmes J., Umeda M. et al. 1994. Monoclonal antibody to phosphatidylserine inhibits Na+/K+-ATPase activity // Biochim. Biophys. Acta – Biomembr. V. 1194. № 1. P. 155–165. https://doi.org/10.1016/0005–2736(94)90215–1
  45. Shinji N., Tahara Y., Hagiwara E. et al. 2003. ATPase activity and oligomerization of solubilized Na+/K+-ATPase maintained by synthetic phosphatidylserine // Ann. NY. Acad. Sci. V. 986. № 1. P. 235–237. https://doi.org/10.1111/j.1749–6632.2003.tb07168.x
  46. Tocher D. R. 2003. Metabolism and functions of lipids and fatty acids in teleost fish // Rev. Fish. Sci. V. 11. № 2. P. 107–184. https://doi.org/10.1080/713610925
  47. Uchida K., Kaneko T., Yamaguchi A. et al. 1997. Reduced hypoosmoregulatory ability and alteration in gill chloride cell distribution in mature chum salmon (Oncorhynchus keta) migrating upstream for spawning // Mar. Biol. V. 129. № 2. P. 247–253. https://doi.org/10.1007/s002270050165

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar
2. Average values of Na+/K+-ATPase activity (■) and protein concentration (□) in the gills of pink salmon Oncorhynchus gorbuscha from different parts of the river. Indera during spawning migration 08/10–15/2021: (I) – standard error of the mean. Differences from the corresponding indicator for fish from the marine part of the estuary according to the Mann–Whitney U test are significant at p: ** < 0.01, *** < 0.001.

Baixar (82KB)
Metadados

Declaração de direitos autorais © Russian Academy of Sciences, 2024