О чем говорят липиды

О чем говорят липиды

В последний месяц прошлого года и в первый этого опубликовано целых три статьи, посвященных липидам и жирным кислотам нашей колюшки. Две из этих статей напечатаны в центральных российских журналах, которые переводятся на английский. Библиография статей и авторефераты – ниже. Сами статьи можно запросить у авторов, а участники проекта могут загрузить их с этого сайта. А началось все это на конференции в городе Петрозаводске в октябре 2013 г в беседе со Светланой Мурзиной, которая организовывала ту конференцию. Она одинаково умело вела как научные заседания, так и развлекательную часть.

Светлана Мурзина выступает на торжественном ужине ((3 октября 2013 г.).

Светлана Пеккоева тоже участвовала в том первом разговоре.

Светлана Пеккоева в лаборатории экологической биохимии ИБ КарНЦ РАН, Петрозаводск (19 апреля 2016 г.).

Вообще-то, в тот день мы разговаривали о беломорской сельди, по которой у коллег был уже получен определенный материал, а ко мне были вопросы по поводу интерпретации данных. Но когда я понял, что происходит также поиск удобного объекта для исследований липидов, то предложил колюшку. Хотя я нежно люблю сельдь, я уверен, что колюшка гораздо лучше подходит для таких проектов в качестве модельного объекта.

Потом мы вместе обсуждали это с Ниной Николаевной Немовой, которая поддержала идею изучения липидов и жирных кислот на колюшке.

Нина Николаевна выступает на защите диссертации Светы Пеккоевой в мае прошлого года в Сеченовском институте (29 мая 2018 г.).

А летом 2014 года были собраны первые пробы, которые потом анализировали – как в районе нашей станции, так и на Онежском полуострове (это делал Павел Головин). Весной 2016 года мы обсуждали более систематический сбор проб, и именно тогда была разработана схема, которая структурирует нашу полевую жизнь не только в отношении сборов на липиды-жирные кислоты и на другие биохимические параметры, но и на значительную часть наших других исследований – питание, морфология и др. – это три станции (губа Сельдяная, лагуна Колюшковая и пролив Сухая Салма) и три периода – начало, середина и конец нерестового периода. И такая схема была впервые реализована в 2016 г.

Кроме того, удалось получить грант РФФИ на стажировку Анастасии Бахваловой в лаборатории экологической биохимии Карельского центра РАН в 2018 г.

Обсуждение этого проекта между С. Мурзиной и А. Бахваловой на семинаре в Петрозаводске (13 октября 2017 г.).

Вот так мы обрабатывали пробы на нашем филиале на острове Средний (Белое море, еще до его ремонта).
Мы повторили такую же схему (и несколько ее расширили) и в 2018 г. Хотя эта работа кажется простой, но оказалось, что она требует очень много времени, такого ценного в нерестовый период колюшки.

Павел Головин, Татьяна Иванова и А. Бахвалова на филиале кафедры ихтиологии и гидробиологии МБС СПБГУ. (15 июня 2016 г.).

А так выглядели первые эксперименты по голоданию, когда мы помещали рыб в бидоны, закрытые газом для того, чтобы не допустить попадания кормового планктона. К сожалению, они оказались неудачными и эти результаты не были использованы в дальнейшем.

15 июня 2016 г. Экспериментальная установка в лагуне Колюшковая.

Но, конечно, гораздо-гораздо больше времени, использования дорогого оборудования и расходников потребовал лабораторный анализ проб в Петрозаводске.  Ведь нужно было еще и приспособиться к новому объекту, отработать все методики.

И вот, наконец, получены первые результаты.

Что они показывают?

С моей точки зрения, несколько очень интересных вещей. У колюшки оказалось довольно высоким содержание полиненасыщенных жирных кислот, в частности эйкозапентаеновой (ЭПК) и докозагексаеновой (ДГК), которые обладают рядом полезных свойств для многих видов животных, включая и человека. Это наиболее важные из Oмега-3-ненасыщенные жирные кислоты – столь популярных сейчас в связи с их использованием в медицине как общеукрепляющего средства, а также как средства от болезней сердца. Но эти кислоты полезны не только для людей, но и для самих рыб, поскольку активно участвуют в регуляции обмена. Кроме этого, поскольку рыбы их не могут сами синтезировать, они отражают состав организмов, которыми рыбы питаются.

Вполне вероятно, в частности, что отмеченный в исследованиях повышенный уровень ЭПК и ДГК в гонадах колюшки перед нерестом необходим для того, чтобы получше подготовить потомство к полной опасности самостоятельной жизни. А разный уровень этих кислот у молоди из разных местообитаний свидетельствует, очевидно, о разных условиях питания. И можно предположить, что там, где ЭПГ и ДГК больше, там молодь шустрее и жизнелюбивее. Больше их, кстати, в губе Сельядная, чем в лагуне Колюшковая. И не исключено, что это одна из причин, что колюшка более охотно нерестится именно там.

Еще оказалось, что самцы и самки отличаются в отношении обмена этих кислот условиях кратковременного голодания и возобновления питания. Самцы могут быстрее самок компенсировать снижение концентрации ЭПК и ДГК, вызванное голоданием, после его прекращения. А это очень важно для них, поскольку известно, что энергетические потери колюшки, особенно самцов, во время нереста очень велики и надо уметь справляться в ними как можно быстрее.

Если же говорить в целом, то, может быть, более высокая, чем у большинства других рыб, концентрация ЭПК и ДГК, говорит о повышенной способности колюшки адаптироваться к любым изменения условий. В частности, они могли способствовать тому, что из всех беломорских рыб именно колюшка дала такой значительный рост численности при потеплении.

И еще, высокое содержание ЭПК и ДГК могут вызвать интерес к промыслу этого вида. Хотя к промыслу именно этой рыбы у меня не очень простое отношение – это и объект исследования, и просто замечательное животное, но если он будет способствовать благим целям – сохранению здоровья людей – то почему нет. Тем более что колюшки у нас много, а Белое море чистое.

Так что, изучение липидов и жирных кислот у колюшки уже позволило получить интересные и важные результаты. И ведь это при том, что использована пока лишь очень маленькая доля уже собранного материала. Еще на обработаны сборы 2016 и 2018 гг – наиболее обширные и систематические.

Очень интересно, что же получится дальше!

А вот ссылки на те самые работы с рефератами:

  • Мурзина С.А., Нефедова З.А., Пеккоева С.Н., Воронин В.П., Лайус Д.Л., Иванова Т.С., Немова Н.Н. 2018. Липидный и жирно-кислотный статус печени и гонад трехиглой колюшки Gasterosteus aculeatus (сем. Колюшковые, Gastrosteidae) с разных нерестилищ в Белом море. Известия РАН. Серия биологическая, № 6. с.593-602.

Исследовано содержание общих, в том числе структурных и энергетических, липидов и жирных кислот (ЖК) в печени и гонадах самок трехиглой колюшки Gasterosteus aculeatus из разных нерестилищ Белого моря – губы Сельдяной и лагуны Колюшковой (Кандалакшский зал.), а также губы Конюхова (Онежский зал.). Установлено высокое содержание общих липидов в гонадах (от 14.25 до 20.05% сухого вещества), при этом достоверные различия в их содержании, а также в количественном профиле основных липидных классов могут свидетельствовать о различиях в особенностях нереста. В гонадах обнаружено разное количество структурных фосфолипидов, но в большей степени различия касаются запасных триацилглицеринов, в том числе их компонентов в форме двух эссенциальных полиненасыщенных ЖК – 22:6n-3, докозагексаеновой, и 20:5n-3, эйкозапентаеновой, а также мононенасыщенной ЖК – 16:1n-7, пальмитолеиновой. В гонадах рыб из губы Конюхова отмечен наиболее высокий уровень запасных триацилглицеринов и пальмитолеиновой ЖК, что может положительно повлиять на массу тела и жизнеспособность будущих зародышей. Повышенное содержание физиологически значимых n-3 полиеновых кислот (22:6n-3 и 20:5n-3) в гонадах самок колюшки на данном этапе репродуктивного цикла может быть связано с возрастающей потребностью будущих эмбрионов в этих кислотах.

  • Бахвалова А.Е., Мурзина С.А., Воронин В.П., Пеккоева С.Н., Руоколайнен Т.Р., Лайус Д.Л., Иванова Т.С., Немова Н.Н. 2018. Динамика липидов и некоторых жирных кислот в мышцах трехиглой колюшки Белого моря при краткосрочном голодании и при разных режимах питания. Труды Карельского научного центра РАН. № 12. 2018. С. 51–64DOI: 10.17076/eb924

Проведено исследование сравнительной динамики липидов и некоторых жирных кислот в мышцах половозрелых самок и самцов колюшки трехиглой из Белого моря при ее аквариальном содержании в условиях экспериментального кратковременного голодания и последующего возобновления питания при разных режимах кормления. Наиболее существенные различия и избирательность использования липидов продемонстрированы между самками и самцами рыб в процессе аквариального эксперимента, включающего их голодание и разные режимы питания. Полученные результаты свидетельствуют о способности метаболических систем мышц самцов колюшки к быстрому восстановлению и накоплению необходимого уровня липидов после прекращения голодания. В мышцах самок уровень общих липидов при голодании изменяется за счет первоочередного использования энергетических липидов до их полной утилизации, а также отдельных структурных липидов. Увеличение уровня холестерина в мышцах самцов и самок в условиях голодания и при возобновлении питания может указывать на возможное усиление глюконеогенеза и повышение резистентности организма. Установлена специфичность расходования отдельных физиологически значимых полиненасыщенных жирных кислот – докозагексаеновой у самцов и эйкозапентаеновой у самок, что, скорее всего, связано с их особой физиологической ролью, которую они выполняют в организме рыб. Показано, что временные изменения для различных липидов и жирных кислот при голодании и исследованных режимах возобновления питания различаются и отражают физиолого-биохимический статус организма, а также функциональную роль и значимость отдельных групп липидов в организме.

  • Мурзина С.А., Нефедова З.А., Пеккоева С.Н., Лайус Д.Л., Немова Н.Н. 2019, Жирные кислоты колюшки трехиглой (Gasterosteus aculeatus) Белого моря. Прикладная биохимия и микробиология. Том 55 № 1, с. 93-97.

Изучен состав жирных кислот общих липидов мышц, печени и гонад взрослых особей колюшки трехиглой Белого моря. Установлено, что особенно в гонадах и мышцах наблюдался высокий уровень полиненасыщенных жирных кислот, в основном ω-3 семейства, среди которых доминировали эссенциальные эйкозапентаеновая и докозагексаеновые кислоты, а также докозапентаеновая кислота. Обсуждается связь между составом жирных кислот отдельных органов колюшки и других видов рыб и влиянием факторов среды различного характера. Показано, что жирные кислоты были тканеспецифичны и их состав определялся, в том числе физиологическим состоянием организма. Полученные результаты могут быть использованы как при разработке методических подходов к созданию пищевых ингредиентов липидной (жировой) основы из морских гидробионтов Арктического региона, которые являются важным возобновляемым природным ресурсом, так и при изучении физиолого-биохимического состояния рыб в процессе их развития в норме и при изменении факторов среды.

Автор текста — Лайус Д.

Об авторе

Admin administrator