ТАВРІЙСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

ім. В. І. Вернадського

БАСОВА

Марина Михайлівна

УДК 597:574.24:591.11

Функціональні особливості хімічного складу печінки, мязів і гонад самців та самок чорноморської камбали

03. 00.13 – фізіологія людини і тварин

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата біологічних наук

Сімферополь – 2002

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Інституті біології південних морів

ім. О.О. Ковалевського НАН України, м. Севастополь.

Науковий керівник: доктор біологічних наук, професор

член-кореспондент НАН України,

Шульман Георгій Євгенович,

завідувач відділу Інституту біології південних морів

Офіційні опоненти: доктор біологічних наук, професор

Коношенко Світлана Володимирівна,

завідувач кафедри біохімії Таврійського національного

університету ім.В.І. Вернадського

кандидат біологічних наук,

Сілкіна Єлизавета Миколаївна,

науковий співробітник Карадазького заповідника

НАН України

Провідна установа: Донецький державний університет,

біологічний факультет, Міністерство освіти і науки України

м. Донецьк

Захист відбудеться “28” березня 2002 р. о 14 годині

на засіданні спеціалізованої вченої ради 52.051.04

при Таврійському національному університеті, адреса: 12345, м. Сімферополь,

вул. Ялтинська, 4.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Таврійського національного університету ім.В.І. Вернадського,

адреса: 12345, м. Сімферополь, вул. Ялтинська, 4.

Автореферат розісланий “27” лютого 2002 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради,

кандидат біологічних наук Мартинюк В.С.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність проблеми. Вивчення функціональних особливостей водних тварин є одним із важливих напрямків екологічної фізіології. Основні роботи щодо загальних закономірностей метаболізму і еколого-фізіологічних особливостей тканин й органів присвячені рибам з високою руховою активністю (Ивлев, 1954; Love, 1970, 1980; Henderson, 1980; Шатуновский, 1980; Савина, 1992; Shulman, Love, 1999). Малорухомі форми, спосіб існування яких відрізняється великою своєрідністю, вивчені набагато менше.

Камбала-калкан Psetta maeotіca Pallas коштовний промисловий, перспективний для марикультури і мало досліджений чорноморський вид має низку специфічних рис: малорухомий придонний спосіб життя хижака-засадника при низьких температурах та обмеженому вмісту кисню (Световидов, 1964; Попова, 1968, 1970). Через те особливо цікавим є вивчення на прикладі калкана механізмів функціональної та екологічної спеціалізації і виявлення деякої компенсації у малорухомих тварин, що дозволяє їм успішно конкурувати в боротьбі за існування з активними видами (Беляев и др., 1983). Комплексне вивчення особливостей вмісту органічних речовин, енергосубстратів та їхньої динаміки в метаболічно значущих органах і тканинах калкана - печінці, м'язах та гонадах дозволить наблизитись до розуміння функціонування цілісного організму і фізіолого-біохімічних основ феномена малорухомості.

У більшості досліджень статеві особливості метаболізму риб практично не розглядаються. Проте відмінність виявляється у хімічному складі тканин і в різній функціональній активності самців та самок, що обумовлено статевими особливостями метаболічних процесів у різні періоди річного циклу (Шатуновский, 1980). Дослідження вмісту окремих речовин у самців і самок калкана дозволить оцінити роль і ступінь участі цих компонентів у загальній трансформації речовини при формуванні статевих продуктів. У зв'язку з тим, що статевий диморфізм виявляється не у всіх видів риб, його вивчення на прикладі калкана становить особливий інтерес. Це важливо для оцінки стану виду та наукового обґрунтування промислу і тісно пов'язано з проблемами марикультури.

Таким чином, актуальність даної роботи обумовлена важливістю досліджень особливостей еколого-фізіологічних механізмів адаптації у камбали-калкана, а також для раціонального використання запасів калкана і для успішного розвитку марикультури цього виду на Чорному морі.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Проведена робота є частиною програми дослиджень ІнБПМ "Біологія океану" і виконувалась в рамках держбюджетної тематики відділу фізіології тварин: № 01.9.10.056168 "Еколого-фізіологічні та фізіолого-біохімічні основи існування популяцій тварин в угрупо'ваннях і екосистемах Чорного моря" (1992-1995 р.р.) і № 0196U022102 "Метаболічні основи існування масових видів безхребетних та риб в умовах режиму, що змінюється, Чорного моря" (1996-1998 р.р.). Результати роботи використовувались для гранту Міжнародного Фонду Сороса № UD5000.

Мета і завдання дослідження. Мета роботи полягає у виявленні тканинних і статевих особливостей хімічного складу камбали-калкана і в з'ясуванні їхньої функціональної ролі в життєвому циклі й в адаптації до малорухомого способу життя.

Для цього потрібно було розв'язати такі завдання:

- визначити хімічний склад печінки, білих та червоних м'язів, сім'янників і яєчників у різні періоди річного циклу;

- зіставити хімічний склад тканин самців і самок;

- установити характер динаміки фізiолого-біохімічних показників самців і самок до, під час та після нересту.

Робота проводилася на статевозрілих самцях і самках чорноморської камбали-калкана.

Наукова новизна одержаних результатів. Уперше здійснено комплексне дослідження хімічного складу печінки, червоних і білих м'язів і гонад самців та самок чорноморського калкана в різні періоди річного циклу. Показано, що вміст тотальних ліпідів у печінці, червоних і білих м'язах нетипово низький навіть для так званих "худих" риб. Для печінки калкана виявлений дуже низький, порівняно з більшістю донних і придонних риб, вміст нейтральних ліпідів - тріацилгліцеринів і ефірів стеринів, у зв'язку з чим цей орган не є основним депо резервних ліпідів. Встановлено, що таким депо, на відміну від багатьох донних риб, у калкана є білі м'язи, що складають основну частину м'язової маси. Виявлено високу метаболічну активність печінки і червоних м'язів калкана і функціональну спорідненість цих тканин. Уперше досліджений жирнокислотний склад тріацилгліцеринів та фосфоліпідів тканин калкана, які характеризуються високим вмістом поліненасичених жирних кислот і, насамперед, докозагексаєнової кислоти. Встановлено, що печінка та червоні м'язи самців ІV стадії функціонально більш пов'язані з гонадами, ніж білі м'язи. Встановлені статеві розходження у хімічному складі тканин самців і самок калкана. Вперше описана динаміка основних енерговмісних речовин у печінці, м'язових тканинах і гонадах самців і самок калкана перед, під час і після нересту.

Практичне значення отриманих результатів. Проведено комплексне дослідження фізіологічних показників у тканинах одного із найкоштовніших промислових і перспективних для марикультури видів риб.

Розглянутий у дисертації вплив хімічного складу плідників на якість гонад при дозріванні може бути використаний для прогнозування успішного нересту і життєздатності потомства в господарствах марикультури, а також для наукового обґрунтування вилову.

Дані з хімічного складу тканин камбали-калкана можуть бути використані для розуміння метаболічних особливостей малорухомих риб та оцінки потоку органічних речовин у популяціях як дослідженого виду, так і інших камбалоподібних.

Апробація роботи. Матеріали дисертації доповідалися на семінарах відділу фізіології тварин ІнБПМ (1992-1995 р.р.), ІІ з'їзді гідроекологічного товариства України (Київ, 27-31 жовтня 1997 р.), Науковій конференції "Водні організми і екосистеми" (Москва, 19-20 квітня 1999 р.), конференції молодих учених "Понт Евксинський" (Севастополь, 16-18 травня 2000 р.), І Республіканській конференції молодих учених Криму (Сімферополь, 18 травня 2000 р.).

Публікації. Результати дисертації опубліковані в 8 наукових працях, серед яких 4 статті в наукових спеціалізованих виданнях, рекомендованих ВАК України і 4 тези доповідей у матеріалах наукових конференцій.

Особистий внесок здобувача. Визначення всіх показників хімічного складу в тканинах калкана, статистична обробка, аналіз та узагальнення отриманих даних виконані автором самостійно.

Структура й обсяг дисертації. Дисертація викладена на 132 сторінках машинописного тексту, складається зі вступу, 4 розділів, висновків та списку використаних джерел. Текст містить 19 таблиць і 23 малюнки. Список використаних джерел включає 232 найменування, у тому числі іноземних 100.

ЗМІСТ РОБОТИ

ОГЛЯД ЛІТЕРАТУРИ

У цьому розділі проаналізовані дані різних авторів з тканинних та статевих особливостей хімічного складу і метаболізму риб. Разом з тим, еколого-фізіологічні і фізіолого-біохімічні дослідження камбалових риб малочисленні і фрагментарні.

МАТЕРІАЛ І МЕТОДИКА

Риб відловлювали в 1992-1994 р.р. камбаловими сітками в Чорному морі поблизу Севастополя та Євпаторії і витримували протягом доби в акваріальних умовах. Для аналізу використовували самців і самок з гонадами на різних стадіях зрілості. Обсяг отриманого матеріалу подано у таблицях 1 і 2.

У печінці (П), червоних (ЧМ) і білих м'язах (БМ) та гонадах (Г) визначали вміст сухої речовини (СР), глікогену (Гл), тотальних ліпідів (ТЛ), загального білка, ДНК і РНК і фракційний склад ліпідів (ФСЛ) за стандартними методиками. Жирнокислотний склад (ЖКС) фосфоліпідів (ФЛ) і тріацилгліцеринів (ТАГ) визначали поділом на фракції методом тонкошарової хроматографії (Помазанская и др., 1967). Метилові ефіри жирних кислот аналізували методом газорідинної хроматографії на хроматографі PYE -101 (модель 24, Англія).

Статистичну обробку отриманих даних здійснювали за стандартними методиками (Плохинский, 1961; Рокицкий, 1967; Парчевская, 1969) із використанням сучасної обчислювальної техніки і пакету комп'ютерних програм. Розраховували середнє значення (М), середнє квадратичне відхилення (у), ?омилку середньої (m), вірогідність розходжень (р) та коефіцієнти кореляції (r) і детермінації (R2).

Таблиця 1

Характеристика матеріалу дослідження

Періоди | С а м ц і

Кількість,

екз. | Довжина,

см | Маса,

кг | Стадії

зрілості

Переднерестовий,

нерестовий

(квітень-липень) |

54 |

32-49.5 |

1.2-3.73 |

IV, IV-V, V | Передзимувальний (вересень-листопад) |

15 |

28.5-47.5 |

0.7-4.2 |

VI-II, II, III | С а м к и

Переднерестовий,

нерестовий

(квітень-липень) |

17 |

35-51.5 |

1.6-4.9 |

IV, IV-V, V, VI-V | Передзимувальний (вересень-листопад) |

15 |

37-60 |

1.1-7.0 |

VI-II, II, III |

Таблиця 2

Кількість проб

Показник | СР | Глікоген | ТЛ | ФСЛ | ЖКС | Білок | РНК | ДНК

Кількість проб | 383 | 356 | 385 | 230 | 61 | 386 | 380 | 382

РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ

Тканинні особливості. Результати досліджень тканинних особливостей розглянуті на прикладі двох груп весняних самців ІV стадії зрілості (39 екз.) і самців із різними стадіями зрілості (69 екз.) (табл.3). Термін "концентрація" в дисертації використовується для позначення вмісту речовин у мг%. При порівнянні першої і другої груп показники кожної тканини, за винятком вмісту ДНК в гонадах та відносного вмісту ефірів стеринів (ЕС) у білих м'язах, не розрізнялися.

У печінці самців калкана відзначений максимальний вміст СР, ТЛ, глікогену і РНК (табл. 3). За рівнем вмісту СР, ТЛ та глікогену червоні м'язи ідуть за печінкою. У білих м'язах отриманий максимальний вміст білка і мінімальний ТЛ. У м'язових тканинах калкана зазначений мінімальний рівень вмісту ДНК і РНК. Для гонад характерний мінімальний вміст СР, глікогену та білка і максимальний ДНК. У печінці і м'язовій тканині отримані порівняні величини індексу РНК/ДНК, а в гонадах у 2.5 - 3 рази менше. У печінці відзначені максимальні концентрації всіх фракцій нейтральних і структурних ліпідів. За абсолютним вмістом всіх ліпідних класів, за винятком холестерину (ХЛ), червоні м'язи ідуть за печінкою. Концентрація ХЛ у червоних м'язах зіставляється з цим показником у гонадах. Білі м'язи характеризуються мінімальною концентрацією всіх ліпідних фракцій. Гонади займають проміжне положення між червоними і білими м'язами.

Тканинні особливості вмісту найбільш значущих жирних кислот (ЖК) ТАГ і ФЛ калкана надаються в табл. 4. Серед насичених жирних кислот у ТАГ і ФЛ різних тканин домінуючими є пальмітинова 16:0 і стеаринова 18:0. Домінуючими моноєновими кислотами у камбали калкана є олеїнова 18:1 і пальмітоолеїнова 16:1. Вміст 18:1 особливо високий в ТАГ і ФЛ печінки і червоних м'язів, а 16:1 у ТАГ печінки. Рівень полієнових ЖК у ТАГ і ФЛ різних тканин калкана максимальний і складає 23.9-70.38% суми ЖК. У ТАГ і ФЛ усіх тканин риб домінуючими є докозагексаєнова 22:6W3 (ДГК) та ейкозопентаєнова 20:5W3 (ЕПК) кислоти. Частка ДГК у ТАГ і ФЛ червоних м'язів і у ФЛ печінці і гонад максимальна і складає 19.49-30.06%. Вміст ЕПК у всіх тканинах суттєво нижчий. Тканинні особливості самок калкана мають подібний характер.

Група самців ІV стадії є найбільш репрезентативною вибіркою, що дозволило на ній проводити аналіз. Існує тісна позитивна кореляція між концентраціями білка і НЕЖК (r=0.61, р<0.05) та між концентраціями ТАГ і НЕЖК (r=0.72, р<0.001) у печінці, між концентраціями ТЛ та фосфоліпідів у печінці (r=0.839, р<0.001) і в червоних м'язах (r=0.949, р<0.001) і між концентраціями ТАГ і ФЛ у печінці (r=0.723, р<0.001) та червоних м'язах (r=0.88, р<0.001).Таблиця 3

Вміст сухої речовини, тотальних ліпідів, глікогену, білка, нуклеїнових кислот,

індексу РНК/ДНК, резервних і структурних ліпідів у тканинах самців камбали-калкана

(% і мг% сирої маси тканини; для ліпідних фракцій % суми ліпідів)*

Група | Cамці IV стадії (1) | Все самці (2) |

СР | П

35.70.99(39) | ЧМ

20.60.4(36) | БМ

20.10.3(39) | Г

14.00.4(38) | П

36.40.7(69) | ЧМ

210.4(64) | БМ

21.10.5(67) | Г

130.5(68) | ТЛ | 9.70.7(39) | 1.30.1(36) | 0.380.02(37) | 0.780.05(37) | 9.70.5(68) | 1.840.18(65) | 0.390.06(65) | 0.70.04(65) | Глікоген | 1.80.2(25) | 10.07(23) | 0.20.02(25) | 0.10.009(24) | 1.80.2(48) | 1.030.07(44) | 0.20.02(44) | 0.10.006(44) | Білок | 11.80.9(38) | 13.20.8(35) | 16.60.7(34) | 9.70.8(37) | 10.40.6(66) | 11.70.5(63) | 15.10.7(63) | 8.30.5(65) | ДНК | 0.060.004(38) | 0.030.003(38) | 0.040.005(37) | 0.120.012(35) | 0.070.007(66) | 0.040.003(66) | 0.040.003(65) | 0.170.02(63) | РНК | 0.60.02(37) | 0.320.016(37) | 0.360.015(37) | 0.390.02(34) | 0.610.02(65) | 0.330.01(65) | 0.350.01(65) | 0.410.02(62) | РНК/ДНК | 11.00.61(36) | 11.81.05(37) | 10.680.87(36) | 4.30.53(34) | 10.364(64) | 10.20.71(65) | 10.10.68(64) | 3.60.34(62) | ТАГ мг%

% | 5015680(28)

53.052.6(20) | 58468(20)

40.41.3(21) | 107.912.5(23)

25.22.2(21) | 131.212.4(20)

18.21.69(23) | 4921448(37)

54.91.7(36) | 597.749.4(47)

42.21.3(49) | 12015.7(34)

26.11.7(35) | 121.28.3(42)

18.71.1(42) | ЕС мг%

% | 899146(32)

10.61.2(30) | 132.816.1(20)

10.70.9(21) | 446.1(23)

10.60.9(23) | 90.610.9(21)

11.81.3(20) | 926121.8(38)

12.10.9(42) | 120.310.9(47)

100.7(49) | 62.99.5(36)

13.71.2(35) | 82.87.9(42)

11.50.9(42) | НЕЖК мг%

% | 255.237.3(31)

3.050.4(28) | 46.96.9(19)

3.70.5(20) | 25.94(23)

6.40.9(23) | 39.15.4(16)

50.6(17) | 210.923.8(31)

2.60.3(35) | 44.94.8(47)

3.60.3(48) | 32.24(35)

7.50.7(36) | 303.3(42)

4.60.5(42) | ФЛ мг%

% | 1753.190.3(20)

221.5(20) | 375.935.9(30)

28.20.9(31) | 143.511.1(20)

36.11.0(21) | 253.319.3(23)

33.71.4(23) | 1602132.2(37)

21.01(37) | 355.426(47)

26.80.8(49) | 13511.9(36)

33.41.7(37) | 22713.4(42)

32.80.9(42) | ХЛ мг%

% | 852105.5(20)

10.40.9(20) | 211.122.4(30)

15.60.5(31) | 72.36.5(19)

18.31.1(21) | 211.616.7(23)

27.91.1(23) | 792.167.2(36)

10.00.6(37) | 201.415.8(47)

15.50.5(49) | 76.29.2(36)

17.69.2(36) | 20313.6(42)

29.41(42) | У дужках - кілкість екземплярів

Таблиця 4

Жирнокислотний склад ТАГ і ФЛ печінки, червоних і білих мязів та гонад самців і самок калкана*

Жирна

кислота | Печінка | Червоні мязи | Білі мязи | Гонади

ТАГ | ФЛ | ТАГ | ФЛ | ТАГ | ФЛ | ТАГ | ФЛ | самці | самки | самці | самки | самці | самки | cамці | самки | самці | cамки | Самці | самки | самці | самки | cамці | самки | 16:0 | 14.68 | 9.51 | 22.27 | 17.21 | 11.56 | 12.7 | 15.24 | 18.9 | 5.01 | 15.77 | 13.19 | 18.44 | 13.86 | 17.96 | 15.98 | 19.86 | 18:0 | 2.04 | 0.56 | 5.41 | 6.68 | 2.1 | 1.75 | 5.45 | 5.12 | 5.11 | 2.81 | 4.18 | 4.75 | 4.37 | 3.79 | 7.15 | 6.7 | Сума

Насичених |

22.85 | 24.77 | 30.74 | 27.73 | 18.47 | 19.38 | 22.69 | 25.71 | 17.0 | 28 | 30.0 | 31.85 | 25.78 | 29.95 | 25.8 | 31.3 | 16:1 | 16.62 | 4.54 | 7.53 | 6.14 | 8.0 | 7.84 | 4.13 | 3.82 | 3.14 | 2.93 | 2.72 | 2.35 | 3.79 | 2.96 | 2.12 | 4.49 | 18:1 | 28.68 | 14.35 | 14.33 | 13.66 | 20.13 | 20.66 | 19.79 | 15.2 | 2.62 | 5.79 | 6.68 | 13.82 | 5.29 | 11.52 | 15.51 | 15.19 | Сума

Моноєнових | 53.13 | 22.8 | 25.35 | 23.06 | 35.08 | 34.55 | 23.92 | 21.3 | 10.93 | 13.59 | 16.08 | 19.71 | 16.34 | 22.96 | 23.37 | 22.38 | 20:4W6 | 1.37 | 3.99 | 5.76 | 5.31 | 1.64 | 4.07 | 5.53 | 5.0 | 10.57 | 9.42 | 5.34 | 4.33 | 12.79 | 6.74 | 7.41 | 8.2 | 20:5W3 | 3.75 | 2.24 | 5.15 | 4.65 | 3.98 | 5.21 | 7.61 | 7.8 | 3.36 | 9.19 | 6.58 | 5.65 | 12.31 | 8.57 | 2.95 | 5.08 | 22:6W3 | 9.33 | 11.24 | 24.07 | 30.37 | 19.49 | 17.24 | 26.72 | 26.97 | 11.76 | 11.23 | 16.12 | 16.81 | 14.46 | 7.83 | 30.06 | 20.25 | Сума

Полієнових |

23.9 | 52.0 | 45.64 | 49.75 | 46.45 | 45.02 | 51.41 | 52.4 | 70.38 | 56.42 | 55.67 | 47.79 | 57.1 | 45.71 | 50.54 | 46.09 | ·

Отримано кореляційні залежності між концентраціями ТАГ і ХЛ у печінці (r=0.726, р<0.001) і червоних м'язах (r=0.931, р<0.001). При зіставленні між собою вмісту досліджуваних речовин у різнойменних тканинах самців ІV стадії зрілості кореляцій не виявлено, за винятком співвідношення між вмістом ХЛ білих м'язів і ТАГ печінки (r=0.601, р<0.001). У печінці, м'язах та гонадах виявлені кореляції для багатьох показників (r=0.493 - 0.975).

Статеві особливості. У печінці самок достовірно нижчий вміст СР, ТЛ, ТАГ(мг% і %), ЕС(мг%) і ФЛ(мг%), але більш високий вміст ДНК, РНК, ФЛ(%) і ХЛ (%) (табл.4, мал.1). Вміст глікогену, білка, індекс РНК/ДНК, вміст ЕС(%), НЕЖК (мг% і %) й індекс ХЛ/ФЛ у печінці самців і самок не розрізняються. У червоних м'язах самок відзначається більш високий вміст ХЛ (%) і коефіцієнт ХЛ/ФЛ, у той час як для всіх інших показників статеві розходження відсутні. В білих м'язах статевих розходжень не виявлено, за винятком більш низького вмісту ТАГ (мг%) у самок. В яєчниках калкана нижчий ніж в сім'яниках, вміст глікогену, ДНК, ТАГ (мг%), НЕЖК (%), ФЛ(%) і ХЛ (%). Яєчники менш обводнені, та в них вищий вміст ТЛ, ЕС(мг%), РНК та індекс РНК/ДНК. За вмістом білка, ТАГ(%), ЕС(%), НЕЖК(мг%) та коефіцієнту ХЛ/ФЛ гонади самців і самок не розрізнюються. Сумарний вміст

насичених ЖК ТАГ в печінці, червоних м'язах та гонадах самців і самок розрізняється незначно, в той час як у білих м'язах в 1.6 рази вищий (табл. 4). Більшою мірою статеві розходження виявляються у вмісті домінуючої 16:0 кислоти у самок - у печінці (нижчий), у гонадах (вищий) і особливо в білих м'язах (в 3 рази вищий). Вміст кислоти 18:0 розрізняється в печінці і білих м'язах - у самок він відповідно в 3.6 та 1.8 разів нижчий, ніж у самців. Суттєві статеві розходження у вмісті сумарних моноєнових ЖК ТАГ у камбали існують у печінці і гонадах. У печінці самок ця величина в 2.3 рази нижча, а в гонадах у 1.4 рази вища, ніж у самців. Вміст домінуючої кислоти 18:1 у печінці самок у 2 рази нижчий, а в білих м'язах і гонадах у 2 рази вищий, ніж у самців. Статеві розходження вмісту кислоти 16:1 простежуються в печінці - у самок величина показника в 3.7 рази нижча, ніж у самців. Значні статеві розходження вмісту сумарних полієнових кислот ТАГ виявляються у всіх тканинах, за винятком червоних м'язів. У печінці, білих м'язах і гонадах самок цей показник відповідно в 1.7, 1.2 та 1.2 рази нижчий, ніж у самців. Вміст домінуючої 22:6W3 кислоти суттєво розрізняється в гонадах (у самок приблизно в 2 рази нижчий, ніж у самців). Статеві розходження вмісту 20:5W3 кислоти відзначені в білих м'язах і гонадах (у самок у 2,7 рази вищий і 1.4 рази нижчий, ніж у самців, відповідно). Вміст кислоти 20:4W6 розрізняється в печінці, червоних м'язах (у самок приблизно в 3 рази) і гонадах (у самок у 1.9 рази нижчий). Вміст сумарних насичених ЖК ФЛ у червоних, білих м'язах і гонадах самок трохи вищий, ніж у самців. У печінці самок ця величина нижча, ніж у самців (за рахунок 16:0 кислоти). Вміст домінуючої пальмітинової кислоти 16:0 у червоних, білих м'язах і гонадах самок трохи вищий, а в печінці нижчий, ніж у самців. Для кислоти 18:0 статеві розходження у тканинах практично не простежуються. Статеві розходження у вмісті сумарних моноєнових кислот незначні. У той час, як для домінуючої 18:1 кислоти статеві розходження відзначаються в м'язовій тканині (у червоних м'язах самок трохи нижчий, а в білих у 2 рази вищий), вміст кислоти 16:1 розрізняється в гонадах (у самок у 2 рази вищий). Найбільш помітні статеві розходження у вмісті сумарних полієнових ЖК ФЛ у самців у білих м'язах та в гонадах вищий, а в печінці нижчий, ніж у самок. У вмісті домінуючої 22:6W3 кислоти статеві розходження відзначаються тільки в печінці і гонадах (у самок у печінці вищий, а в гонадах нижчий, ніж у самців). Вміст 20:5W3 кислоти в печінці та м'язовій тканині самців і самок майже однаковий, а в гонадах самок її зміст у 1.7 рази вищий. Для кислоти 20:4W6 статеві розходження відсутні.

Зв'язок хімічного складу печінки та м'язів з хімічним складом гонад. Ми зіставили хімічний склад соматичних тканин з хімічним складом сім'яників самців ІV стадії зрілості. Відомо, що білки печінки та м'язів можуть використовуватися для побудови генеративної тканини. Нами відзначена кореляція між вмістом білків у печінці і червоних м'язах, з одного боку, і в сім'яниках з другого (відповідно r=0.541, р<0.001 і r =0.557, р<0.001). Виявлено тенденції до зворотного співвідношення між вмістом неестерифікованих жирних кислот у печінці та сім'яниках (r=0.666, р<0.001), і до прямого співвідношення між вмістом неестерифікованих жирних кислот у червоних м'язах і сім'яниках (r=0.522, р<0.001) та між вмістом ефірів стеринів у печінці та неестерифікованих жирних кислот у сім'яниках (r=0.609, р<0.001). Виявлені: співвідношення між вмістом ефірів стеринів у червоних м'язах з одного боку й у сім'яниках з другого (r=0.54, р<0.001) і тенденція до зворотного співвідношення між вмістом ХЛ у печінці та у сім'яниках (r=-0.494, р<0.001). Аналіз інших співвідношень кореляції не виявляє.

ОБГОВОРЕННЯ РЕЗУЛЬТАТІВ

Особливості хімічного складу тканин. У роботі виявлені чіткі розходження хімічного складу тканин, що свідчать про їхню різну функціональну активність. Міркуючи з наведених даних, печінка калкана, цей "традиційний" орган синтезу та депонування основних структурних і енергетичних речовин (Мережинский, 1956; Кривобок, 1964; Романенко, 1978), на відміну від м'язів, характеризується максимальним вмістом сухої речовини, тотальних ліпідів, глікогену, всіх структурних та резервних ліпідних класів, нуклеїнових кислот, а також функціонально найбільш активних жирних кислот у ФЛ і ТАГ (18:1 і 22:6). Це, мабуть, свідчить про високий рівень енергетичного і речовинного метаболізму в печінці та тісно пов'язане з гонадогенезом. Так, висока інтенсивність утворення статевих продуктів у калкана підтверджується високим вмістом білка і ФЛ в печінці. Про це ж свідчить більш високий, у порівнянні з м'язами, вміст РНК і ДНК у печінці калкана, що дозволяє припустити підвищений рівень нуклеїнового обміну і синтезу гепатоцитів перед нерестом (Ипатов, 1976). У цей період у богатьох плоских риб відзначається характерне збільшення маси печінки (Dawson, Grіmm, 1980; Lyndal Johnson, Edmundo Casіllas, 1991), що відбувається за рахунок помітного накопичення резервних речовин і супроводжується гіпертрофією та гіперплазією гепатоцитів і суттєвим підвищенням метаболізму в печінці. Нетипово низький вміст у печінці калкана ТЛ, ТАГ і ЕС, у порівнянні з іншими донними та придонними рибами, обумовлюється, на нашу думку, надзвичайно високою плідністю і значними масштабами гаметогенезу даного виду (Овен, 1972).

Високий вміст ФЛ в печінці супроводжується високим вмістом в їхньому складі полієнових кислот (до 50% суми жирних кислот), і особливо, найбільш важливої ДГК (30% суми жирних кислот), що прямо свідчить про підвищену метаболічну активность і стійкость клітинних мембран гепатоцитів. Слід зазначити, що відносний вміст ДГК у печінці калкана вдвічі вищий, ніж у тріскових, у яких в печінці відзначається максимальний серед усіх видів риб вміст тотальних ліпідів до 73% (Ржавская, 1976; Лапин, Шатуновский, 1990) і здійснюється досить інтенсивний ліпідний обмін (Love, 1972; 1980). Високий рівень ліпідного обміну в печінці тріскових є своєрідною компенсацією за загальний низький рівень ліпідних запасів, характерний для "худих" риб (Шульман, 1972). Підвищена частка ДГК у пулі жирних кислот у печінці калкана саме і може розглядатися як приклад подібної компенсації. У цілому, з огляду на низький гепатосоматичний індекс у калкана в порівнянні з іншими "худими" рибами (1.4 - 2.6% у калкана, 4.5 - 10.2% у тріски), можна стверджувати, що печінка калкана, на відміну від інших придонних риб, не є органом, що депонує великі запаси резервних ліпідів.

Білі м'язи, на відміну від печінки, характеризуються низьким відносним вмістом тотальних ліпідів, глікогену, всіх ліпідних класів, кислот 18:1 і 22:6 у ТАГ і ФЛ, нуклеїнових кислот. Високий, у порівнянні з іншими тканинами і порівняний з активними рибами, вміст білка в білих м'язах калкана, обумовлюється, певно, його важливою роллю як енергетичного субстрату, що забезпечує локомоції (нерестові міграції, відкочівку на зимівлю, переслідування поживи). На це ж указує і той факт, що, незважаючи на низький вміст у білих м'язах, унаслідок їхньої великої загальної маси, саме в них зосереджені основні запаси резервних ліпідів ТАГ, що відзначено і для інших видів (Love, 1980; Shulman, Love, 1999). Вкрай низький рівень глікогену в білих м'язах свідчить про те, що для калкана характерні лише нечасті і нетривалі кидкові рухи.

Червоні м'язи калкана займають проміжне положення між печінкою і білими м'язами за вмістом білка, тотальних ліпідів, глікогену та всіх ліпідних класів. Високий вміст ТЛ і ТАГ у червоних м'язах калкана дозволяє говорити про підвищений, у порівнянні з білими м'язами, рівень функціональної активності та високий рівень окисного метаболізму в них, що показано для інших риб і може бути пов'язане із забезпеченням рухової активності калкана (Лапін, Шатуновский, 1990; Савина, 1992; Shulman, Love, 1999). На це ж указує високий вміст у червоних м'язах найбільш енергоємної моноєнової кислоти ТАГ 18:1 - майже 21% суми ЖК, що у 8 разів вищий, ніж у білих м'язах і близько до значення в печінці. Вміст ДГК у ТАГ і ФЛ червоних м'язів, виражений у % суми ЖК, майже вдвічі вищий, ніж в білих м'язах. При цьому вміст ДГК у ФЛ червоних м'язах (у % суми ЖК) практично не відрізняється від значення в печінці. При перерахуванні вмісту С18:1 і C22:6W3 на мг % сирої маси тканини простежується проміжне положення червоних м'язів між печінкою і білими м'язами, що, на нашу думку, дозволяє припустити наявність у калкана функціональної спорідненості червоних м'язів і печінки, що показано для інших видів риб (Wіttenberger, Vіtca, 1966; Bіlіnskі, Gardner, 1968; Щепкин и др., 1979). На думку низки авторів (Крепс, 1981; Шульман, Яковлева, 1983; Юнева и др., 1991), саме рівень полієнових жирних кислот ФЛ тканин регулює адаптації клітинних мембран до високої метаболічної активності, м'язового навантаження, температурних змін тощо (Сидоров, 1983; 1989). Через те, що найбільш ненасичена з жирних кислот ДГК, очевидно, є універсальним засобом адаптації риб до різних функціональних станів (Шульман, Юнева, 1989; Shulman, Love, 1999), у калкана та інших камбалоподібних риб печінка і червоні м'язи насамперед повинні мати найбільшу адаптаційну лабільність.

Відомо, що роль червоних м'язів особливо важлива під час плавання в різних режимах, у першу чергу, при крейсуванні (Brett, 1965; Webb, 1971). Однак, наші дані дозволяють припустити й участь червоних м'язів у кидковому плаванні. Про це свідчить набагато вищий, у порівнянні з білими м'язами, вміст глікогену в червоних м'язах. Дослідження В.М. Єфимової (1982) електроміографічної активності м'язових тканин у риб показали, що червоні м'язи разом з білими беруть участь у забезпеченні кидкового плавання.

Статеві особливості хімічного складу тканин камбали-калкана. За низкою показників отримано чіткі розходження хімічного складу тканин самців і самок. У самок більшості видів риб більш інтенсивно, ніж у самців, проходять процеси генеративного синтезу. На думку М.І. Шатуновського (1980), ці процеси взагалі визначають статеві особливості пластичного й енергетичного обміну. В нашому дослідженні це знаходить відбиття у ліпідному обміні в печінці. Вміст сухої речовини та ТЛ у печінці самок калкана суттєво нижчий, ніж у самців, що, мабуть, пов'язано з більш значними витратами самками енергетичних речовин, перш за все нейтральних ліпідів, на формування статевих продуктів. Подібні результати одержані і для річкової камбали (Лапин, 1973). Про інтенсивний гонадогенез у самок калкана свідчить і більш високий, ніж у самців, вміст ДНК і РНК у печінці, що, на нашу думку, тісно повязано з більш активною проліферацією гепатоцитів та синтезом нових клітинних мембран і показано для багатьох видів лососевих (Love, 1980). Отримані результати також, мабуть, свідчать про те, що у самців, на відміну від самок, основні енергетичні й пластичні ресурси використовуються у процесі викидання статевих продуктів і для забезпечення активної нерестової поведінки, що чітко простежується в особливостях фракційного і жирнокислотного складу ліпідів печінки і м'язів. Так, вміст найбільш енергоємних і мобільних фракцій резервних ліпідів - ТАГ і ЕС - у печінці самців у 2 рази вищий, а концентрація легкомобілізованих моноєнових 16:1 і 18:1 кислот ТАГ у них відповідно в 4 і 2 рази вищий, ніж у самок.

Суттєва перевага концентрації ТАГ у білих м'язах самців обумовлена роллю ТАГ при підвищеній плавальній активності і здійсненні нересту, що показано для мойви (Henderson et al., 1984).

Найбільш сильні статеві розходження за баґатьма показниками хімічного складу простежуються в гонадах калкана. Висока інтенсивність гаметогенезу у самок обумовлює істотні зміни їх гонадосоматичного індексу, накопичення ТЛ і збільшення сухої речовини, що пов'язується з забезпеченням яйцеклітин енергетичними і пластичними речовинами (Henderson et al., 1984; Henderson, Almatar, 1989). В яєчниках калкана простежується значно вища концентрація РНК і значення індексу РНК/ДНК, що, очевидно, пояснюється великими масштабами овогенезу та більшою швидкістю синтезу і росту овоцитів (Love, 1980). Навпаки, більш високий вміст глікогену в сім'яниках обумовлений, на нашу думку, накопиченням цього енергосубстрата у сперматоцитах. Відомо, що саме вуглеводні субстрати забезпечують рухову активність сперматозоїдів (Love, 1980). Отримані результати дозволяють дійти висновку, що в гонадах як самців, так і самок калкана відзначається високий рівень ліпідного метаболізму. Цей процес забезпечується різними ліпідними фракціями - ЕС у яєчниках і ТАГ у сім'яниках. Дані за ЖКС ТАГ і ФЛ гонад також виявляють різну спрямованість ліпідного метаболізму сім'яників і яєчників. У ліпідах сім'яників калкана простежується набагато більший, ніж в яєчниках, вміст полієнових жирних кислот: у ТАГ кислот 20:4W6, 20:5W3 та 22:6W3, а у ФЛ - 22:6W3, що вказує на преадаптацію статевих клітин самців до забезпечення рухової активності сперматозоїдів, що прямо пов'язане з відтворенням виду.

Вплив якості плідників на хімічний склад гонад. Стадія зрілості, фізіологічний стан та хімічний склад тканин плідників значною мірою впливають на якість гонад, життєздатність та повноцінність майбутнього потомства (Шульман, 1972; Шатуновский, 1980). Хімічний склад печінки і м'язів самців калкана ІV стадії зрілості характеризується високою варіабельністю і cвідчить про значну перебудову пластичноґо і енергетичного (насамперед - ліпідного) обміну при підготовці до майбутнього нересту. Зв'язок між вмістом білка в печінці і гонадах у самців калкана ІV стадії зрілості, очевидно, визначається активним синтезом ліпопротеїнових комплексів у печінці і регулярним їхнім транспортом у сім'яники для забезпечення дозрівання сперматогоніїв. Співвідношення між вмістом білка в червоних м'язах і сім'яниках ми пояснюємо активним надходженням білка у гонади на стадії ІІІ-ІV, що показано для річкової камбали (Лапин, 1972). Посилений обмін ліпідів та інтенсивне використання накопичених у печінці легкодоступних енергоємних ліпідних фракцій для забезпечення сперматогенезу пояснює зворотний кореляційний зв'язок між вмістом НЕЖК у печінці і гонадах самців калкана. Меншою мірою транспорт НЕЖК здійснюється із червоних м'язів калкана в сім'яники. Формуванням сперматогоніїв, очевидно, пояснюється зворотне співвідношенне між вмістом ХЛ у гонадах і в печінці. При гонадогенезі також транспортуються ЕС із м'язів для забезпечення формування мембран сперматоцитів та їхнього функціонування, що знаходить підтвердження у взаємозв'язку вмісту ЕС у червоних м'язах і гонадах дозріваючих самців. Фізіолого-біохімічні показники окремих тканин плідників цілком можуть характеризувати якість статевих продуктів калкана у природних умовах і при розведенні. Дані, отримані нами за хімічним складом тканин, дозволяють припустити, що у самців ІV стадії найбільш взаємозв'язані з гонадами печінка і червоні м'язи, що, ймовірно, і обумовлює загальну спрямованість їхнього пластичного й енергетичного обміну.

Вплив репродуктивного процесу на хімічний склад тканин камбали. Дослідження динаміки хімічного складу в тканинах риб часто обмежені окремими періодами, і кількість речовин розраховується на одиницю маси тканини (відносний вміст). Для більш повного уявлення про хід метаболічних процесів протягом річного циклу важливо враховувати абсолютні зміни маси органів, що дозволяють розрахувати абсолютний вміст речовин. Ми оцінили річну динаміку абсолютного вмісту СР, Б, Гл, ТЛ, а також основних ліпідних класів та нуклеїнових кислот (РНК і ДНК) у гонадах і в печінці риб, використовуючи середні значення гонадосоматичного (ГСИ) та гепатосоматичного індексу (ГПСИ) (Смирнов, 1959; Таликина, 1974; Raіner Knust, 1996) для модальних груп статевозрілих самців і самок калкана з природної популяції. Розрахунки показали, що при дозріванні камбали (перехід від ІІ до ІV стадії зрілості) в гонадах і в печінці відбувається інтенсивне накопичення всіх органічних речовин. Особливо великою мірою воно відзначається у самок. У самців масштаби ретенції всіх органічних речовин у декілька разів менші. При переході від ІV до V стадії зрілості настає стабілізація хімічного складу печінки і гонад на фоні різкого збільшення обводненості останніх. Після закінчення нересту (стадія VІІ-ІІ) абсолютна кількість органічних компонентів печінки і м'язів поступово повертається до висхідного рівня (стадія ІІ).

Дослідження динаміки абсолютного вмісту речовин у гонадах та в печінці калкана протягом річного циклу дозволило кількісно оцінити внесок кожного з цих органів у потік важливих компонентів органічної речовини у модальній групі природної популяції. Відповідна екстраполяція дає можливість одержати більш цілісне уявлення про масштаби трансформації речовин у всій популяції чорноморського калкана.

Показники хімічного складу тканин як індикатори стану камбали. На думку Г.Є. Шульмана (1972), Ю.Г. Юровицького і В.С. Сидорова (1993), фізіолого-біохімічні індикатори дозволяють визначити ''ступінь добробуту'' стану популяцій і складових її особин, характер їхніх взаємин із середовищем, простежити зв'язок між особливостями метаболізму, закономірностями динаміки чисельності та поведінки організмів. Як індикатори стану самців камбали перед нерестом, виходячи з результатів нашого дослідження, можуть бути використані показники вмісту Б, НЕЖК, ХЛ і ЕС у печінці та в червоних м'язах.

Еколого-фізіологічні особливості хімічного складу камбали-калкана, обумовлені малою рухливістю. Аналіз літературних і власних даних показав, що для калкана характерна вкрай низька рухливість. Це визначає специфічність хімічного складу тканин і загальну спрямованість метаболізму виду. Висока функціональна активність (насамперед, рухливість) тварин забезпечується високим рівнем обміну і показників, що його визначають (Шульман, 1972; Shulman, Love, 1999). Це чітко простежується у великих розходженнях окремих показників між активними і малорухомими видами. Ми розглянули місце калкана в ряді видів риб з різною природною рухливістю, зіставивши показники хімічного складу білих і червоних м'язів калкана активної ставриди і малорухомої скорпени (Щепкин, Сигаева, 1978; Щепкин, Шульман, 1978; Беляев и др., 1983). Вміст ТЛ і концентрація всіх ліпідних фракцій в червоних і білих м'язах калкана суттєво нижчий, ніж у активних і придонних форм, що дозволяє судити про вкрай низьку рухову активність цього виду. Дуже низький, у порівнянні з іншими камбаловыми, вміст ТЛ у білих м'язах калкана (Богоявленская, 1967; Шатуновский, 1980), дозволяє дійти висновку, що чорноморський калкан є однією з найбільш "худих" камбаловых риб, що живуть у помірних водах. Вміст (у мг%) олеїнової, ЕПК і ДГК у ТАГ та ФЛ м'язових тканин калкана в кілька разів або навіть на порядок нижчий, ніж