Сравнительная оценка влияния изменения температуры среды на байкальские и палеарктические организмы по показателям энергетического метаболизма и неспецифического стресс-ответа

• Автор: Аксёнов-Грибанов, Денис Викторович
• Шифр специальности: 03.02.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Иркутск
• Количество страниц: 169 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 ТЕМПЕРАТУРА КАК ФАКТОР СРЕДЫ

1.2 АДАПТАЦИЯ ОРГАНИЗМОВ К ИЗМЕНЕНИЮ ТЕМПЕРАТУРНОГО РЕЖИМА

1.3 ГОМЕОСТАЗ. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ МЕТАБОЛИЗМ

1.3.1 Основные компоненты энергетического метаболизма. Значение. Функции

1.3.2 Система энергетического метаболизма в условиях стресса

1.3.3 Функциональная роль системы энергетического метаболизма в защите гидробионтов от температурного воздействия

1.4 НЕСПЕЦИФИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ СТРЕСС-ОТВЕТА

1.4.1 Белки теплового шока (БТШ) как важный механизм неспецифической стресс-резистентности
1.4.1.1 Классификация и функции БТШ. Индукция синтеза БТШ при стрессовых воздействиях
1.4.1.2 Функциональная роль БТШ в защите гидробионтов от температурного стрессового воздействия
1.4.2 Антиоксидантная система как важный механизм неспецифической стресс-резистентности
1.5 БАЙКАЛЬСКАЯ ФАУНА. ИСТОРИЯ ЭКОФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ ЭНДЕМИЧНЫХ ОБИТАТЕЛЕЙ 03. БАЙКАЛ
1.5.1 Фауна оз. Байкал: вопросы биоразнообразия, эволюции и несмешиваемости..
1.5.2 История экофизиологических исследований и механизмов устойчивости к температуре у эндемичных гидробионтов оз. Байкал
ГЛАВА 2. ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1 ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1.1 Показатели терморезистентности и термопреферендума изучаемых видов
2.1.2 Методика сбора и содержания исследуемых организмов
2.2 МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТОВ
2.3 МЕТОДЫ БИОХИМИЧЕСКОГО АНАЛИЗА
2.3.1 Определение содержания энергетических метаболитов
2.3.1.1 Выделение энергетических метаболитов
2.3.1.2 Определение содержания лактата
2.3.1.3 Определение содержания глюкозы и гликогена
2.3.1.4 Определение содержания аргинина и аргининфосфата
2.3.1.5 Определение содержания Ь — аланина
2.3.1.6 Определение содержания аденилатов (АТФ, АДФ, АМФ)
2.3.2 Определение содержания БТШ
2.3.2.1 Выделение общего белка
2.3.2.2 Определение концентрации белка по методу Бредфорд

2.3.2.3 Электрофорез белков в полиакриламидном геле
2.3.2.4 Иммуноблоттинг
2.3.3 Определение активности ферментов антиоксидантной системы и лактатдегидрогеназы
2.3.3.1 Выделение образцов и пробоподготовка
2.3.3.2 Определение активности каталазы
2.3.3.3 Определение активности пероксидазы
2.3.3.4 Определение активности лактатдегидрогеназы
2.4 РАСЧЕТ И СТАТИСТИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ДАННЫХ
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
3.1 ПОКАЗАТЕЛИ ТЕРМОРЕЗИСТЕНТНОСТИ АМФИПОД И ГАСТРОПОД В УСЛОВИЯХ ИЗМЕНЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ
3.2 ПОКАЗАТЕЛИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБМЕНА У АМФИПОД И ГАСТРОПОД ПРИ ЭКСПОЗИЦИИ В ГРАДИЕНТЕ ТЕМПЕРАТУР
3.2.1 Изменение содержания лактата и активности лактатдегидрогеназы у амфипод
3.2.2 Изменение содержания аденилатов (АТФ, АДФ, АМФ) и их энергии у амфипод
3.2.3 Изменение содержания лактата и активности лактатдегидрогеназы у гастропод.
3.2.4 Изменение содержания глюкозы, гликогена, аргинина, аргининфосфата и аланина у гастропод
3.2.5 Особенности энергетического обмена у амфипод и гастропод при экспозиции в градиенте температур
3.3 АКТИВНОСТЬ ФЕРМЕНТОВ АНТИОКСИДАНТНОЙ СИСТЕМЫ У АМФИПОД И ГАСТРОПОД ПРИ ЭКСПОЗИЦИИ В ГРАДИЕНТЕ ТЕМПЕРАТУР
3.3.1 Изменение активности пероксидазы и каталазы у амфипод
3.3.2 Изменение активности пероксидазы и каталазы у гастропод
3.3.3 Особенности активности ферментов антиоксидантной системы у амфипод и гастропод
3.4 СОДЕРЖАНИЕ БТШ70 У АМФИПОД И ГАСТРОПОД ПРИ ЭКСПОЗИЦИИ В ГРАДИЕНТЕ ТЕМПЕРАТУР
3.4.1 Изменение содержания БТШ70 у амфипод
3.4.2 Изменение содержания БТШ70 у гастропод
3.4.3 Особенности изменения содержания БТШ70 у амфипод и гастропод при экспозиции в градиенте температур
3.5 ОБСУЖДЕНИЕ
3.6 ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ
АДФ- аденозинтрифосфат
АМФ - аденозинмонофосфат АОС - антиоксидантная система АТФ - аденозинтрифосфат АФК - активные формы кислорода БТШ - белки теплового шока (НБР)
БХШ - белки холодового шока ГК - гексокиназа
Г6ФГД - глюкозо - 6 - фосфатдегидрогеназа кДа - килодалыон (103 атомных единиц массы)
Кат - катал - единица измерения активности ферментов. 1 катал
соответствует такому количеству фермента, которое превращает 1 моль
субстрата за 1 с.
лдг - лактатдегидрогеназа
мг - миллиграмм (10‘3 г)
мкг - микрограмм (10'6 г)
мкл - микролитр (10‘6 л)
мл - миллилитр (10'3 л)
НАДН, Н+ - никотинамидадениндинуклеотид, восстановленный
пКат - нанокатал (10‘9 катал)
нмБТШ - низкомолекулярные (малые) БТШ
одг - октопиндегидрогеназа
РУТ)Е мембрана - роїууіпуіісіепе (ІІАиогібе мембрана для вестерн-блоттинга

устойчивость к температурному воздействию и более выраженный стресс-индуцированный синтез БТШ70, чем вид C. pelta, обитающий на больших глубинах. Кроме того, установлено, что изученные виды различаются по диапазону температур стрессового ответа, количеству индуцированных изоформ БТШ70, по наличию БТШ других семейств
Работами Koban et al. (1991) показано, что высокий конститутивный уровень БТШ70, обнаруженный у одного из самых тепловыносливых видов рыб Fundulus heteroclitus, по-видимому, повышает адаптивные термоспособности вида.
В работах ряда авторов рассмотрены БТШ-зависимые механизмы адаптации ракообразных к повышенным температурам среды. В работе Whiteley исследованы механизмы стресс-резистентности у видов Glyptonotus antarclicus, Idotea rescala, Auslropotamobius pallipes и Pseiidothelphus agarmani. В упомянутых исследованиях показано, что терморезистентность данных видов зависит от эффективности синтеза БТШ (Whiteley et al., 2006).
Помимо степени терморезистентности, важным аспектом стрессового ответа, выраженного в индукции синтеза БТШ, является зараженность организмов паразитами. Так, в работе Sures и Radszuweit (2008) показано, что повышенная температура ведет к усилению синтеза БТШ70 у пресноводных незараженных амфипод Gammarus roeseli, тогда как у зараженных паразитом Polymorphiis minutas рачков активация синтеза не отмечена.
Отношение байкальских и палеарктических амфипод к изменениям температуры среды представлено в работах Тимофеева (2006, 2008, 2009, 2010), Shatilina et al. (2010), Bedulina (2013) и др. Авторами показано, что изменение содержания БТШ70 в ответ на изменение температуры среды видоспецифично и зависит от показателей терморезистентности, термопреферендума и экофизиологических характеристик видов.
Таким образом, синтез БТШ, в частности БТШ70, является высокочувствительным, важным, видоспецифическим и универсальным компонентом клеточной стресс-резистентности с первых дней жизни