Russian Journal of Biological Physics and Chemisrty

АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ И ХИМИИ

2499-9962

54711

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БИОФИЗИКА

ECOLOGICAL BIOPHYSICS

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БИОФИЗИКА

Diffusion distances and chemical composition of skeletal muscles of marine fish during the annual cycle

Изменение диффузионных расстояний и химического состава скелетных мышц морских рыб на протяжении годового цикла

Солдатов

А. А.

Soldatov

A. A.

alekssoldatov@yandex.ru

доктор биологических наук;

doctor of sciences in biology;

Институт биологии южных морей им. А.О. Ковалевского РАН Севастополь Россия A.O. Kovalevsky Institute of Biology of the South Seas of the RAS Sevastopol Russian Federation

Севастопольский государственный университет Севастополь Россия Sevastopol State University Sevastopol Russian Federation

25 12 2021

6 4 675 679 20 12 2021 20 12 2021

https://rusjbpc.ru/en/nauka/article/54711/view

Исследовали плотность капиллярной сети ( Nc ), степень капилляризации мышечной ткани ( Nc/Nf ), диффузионные расстояния (радиус Крога - RK ) и химический состав скелетных мышц (общий уровень липидов, содержание воды) у трех видов морских рыб: кефали-сингиля ( Liza aurata , Risso 1810), бычка-кругляка ( Neogobius melanostomus, Pallas 1814) и камбалы-глоссы ( Platichthys flesus , Linnaeus 1758), на протяжении годового цикла. Характер изменения диффузионных расстояний в скелетных мышцах в течение года у всех исследованных видов рыб был близким. Естественная динамика температуры определяла плотность функционирующих капилляров, эффективность капилляризации мышечной ткани, толщину диффузионного слоя. В летний период значения показателей были максимальны, а в зимний минимальны. Уровень липидов и степень гидратации мышечной ткани определялся в основном функциональным состоянием организма рыб (нагул, нерест, миграции, зимовка). Показано, что содержание данных соединений может усиливать или ослаблять температурную зависимость диффузионных свойств скелетных мышц в целом.

The density of the capillary network ( Nc ), the degree of capillarization of muscle tissue ( Nc/Nf ), diffusion distances (Krog radius - RK ) and the chemical composition of skeletal muscles (total lipid level, water content) were studied in three species of marine fish: Liza aurata (Risso 1810), Neogobius melanostomus (Pallas 1814) and Platichthys flesus (Linnaeus 1758), during the annual cycle. The pattern of changes in the diffusion distances in skeletal muscles during the year in all the studied fish species was similar. The natural temperature dynamics determined the density of functioning capillaries, the efficiency of capillarization of muscle tissue, the thickness of the diffusion layer. In the summer period, the values of the indicators were maximum, and in the winter they were minimal. The level of lipids and the degree of hydration of muscle tissue was determined mainly by the functional state of the fish body (feeding, spawning, migration, wintering). It is shown that the content of these compounds can increase or weaken the temperature dependence of the diffusion properties of skeletal muscles as a whole.

капиллярная сеть диффузионные характеристики скелетные мышцы содержание липидов и воды морские рыбы годовой цикл

capillary network diffusion characteristics skeletal muscles the content of lipids and water marine fish the annual cycle

Работа выполнена в рамках государственной программы 121041400077-1 и при частичной поддержке проекта РФФИ 20-44-920001.

Ивлева И.В. Температура среды и скорость энергетического обмена у водных животных. Киев: Наук. думка, 1981, 232 с. @@Ivleva I.V. Temperature of the environment and the rate of energy metabolism in aquatic animals. Kiev: Nauk. dumka, 1981, 232 p. (In Russ.)

Ivleva I.V. Temperatura sredy i skorost' energeticheskogo obmena u vodnyh zhivotnyh. Kiev: Nauk. dumka, 1981, 232 s. @@Ivleva I.V. Temperature of the environment and the rate of energy metabolism in aquatic animals. Kiev: Nauk. dumka, 1981, 232 p. (In Russ.)

Романенко В.Д., Арсан О.М., Соломатина В.Д. Механизмы температурной акклимации рыб. К.: Наук. думка, 1991, 192 с. @@Romanenko V.D., Arsan O.M., Solomatina V.D. Mechanisms of temperature acclimation of fish. К.: Nauk. dumka, 1991, 192 p. (In Russ.)

Romanenko V.D., Arsan O.M., Solomatina V.D. Mehanizmy temperaturnoy akklimacii ryb. K.: Nauk. dumka, 1991, 192 s. @@Romanenko V.D., Arsan O.M., Solomatina V.D. Mechanisms of temperature acclimation of fish. K.: Nauk. dumka, 1991, 192 p. (In Russ.)

Савина М.В. Механизмы адаптации тканевого дыхания в эволюции позвоночных. С.-Петербург: Наука, 1992, 200 с. @@Savina M.V. Adaptation mechanisms of tissue respiration in the evolution of vertebrates. St. Petersburg: Nauka, 1992, 200 p. (In Russ.)

Savina M.V. Mehanizmy adaptacii tkanevogo dyhaniya v evolyucii pozvonochnyh. S.-Peterburg: Nauka, 1992, 200 s. @@Savina M.V. Adaptation mechanisms of tissue respiration in the evolution of vertebrates. St. Petersburg: Nauka, 1992, 200 p. (In Russ.)

Карамушко Л.И. Метаболические адаптации рыб высоких широт. Докл. РАН, 2001, т. 379, № 2, с. 279-284. @@Karamushko L.I. Metabolic adaptations of fish at high latitudes. Dokl. RAS, 2001, vol. 379, no. 2, pp. 279-284. (In Russ.)

Karamushko L.I. Metabolicheskie adaptacii ryb vysokih shirot. Dokl. RAN, 2001, t. 379, № 2, s. 279-284. @@Karamushko L.I. Metabolic adaptations of fish at high latitudes. Dokl. RAS, 2001, vol. 379, no. 2, pp. 279-284. (In Russ.)

Карамушко Л.И., Шатуновский М.И. Количественные закономерности влияния температуры на скорость энергетического обмена у Gadus morhua morhua, Anarhichas lupus и Pleuronectes platessa. Вопр. ихтиол., 1993, т. 33, № 1, с. 111-120. @@Karamushko L.I., Shatunovsky M.I. Quantitative regularities of the effect of temperature on the rate of energy metabolism in Gadus morhua morhua, Anarhichas lupus, and Pleuronectes platessa. Vopr. ichthol., 1993, vol. 33, no. 1, pp. 111-120. (In Russ.)

Karamushko L.I., Shatunovskiy M.I. Kolichestvennye zakonomernosti vliyaniya temperatury na skorost' energeticheskogo obmena u Gadus morhua morhua, Anarhichas lupus i Pleuronectes platessa. Vopr. ihtiol., 1993, t. 33, № 1, s. 111-120. @@Karamushko L.I., Shatunovsky M.I. Quantitative regularities of the effect of temperature on the rate of energy metabolism in Gadus morhua morhua, Anarhichas lupus, and Pleuronectes platessa. Vopr. ichthol., 1993, vol. 33, no. 1, pp. 111-120. (In Russ.)

Пегель В.А., Реморов В.А. О роли внешней среды в формировании и особенностях проявления теплорегуляторных реакций у рыб. Обмен веществ и биохимия рыб. М.: Наука, 1967, c. 198-205. @@Pegel V.A., Remorov V.A. On the role of the external environment in the formation and features of the manifestation of thermoregulatory reactions in fish. Metabolism and biochemistry of fish. Moscow: Nauka, 1967, pp. 198-205. (In Russ.)

Pegel' V.A., Remorov V.A. O roli vneshney sredy v formirovanii i osobennostyah proyavleniya teploregulyatornyh reakciy u ryb. Obmen veschestv i biohimiya ryb. M.: Nauka, 1967, c. 198-205. @@Pegel V.A., Remorov V.A. On the role of the external environment in the formation and features of the manifestation of thermoregulatory reactions in fish. Metabolism and biochemistry of fish. Moscow: Nauka, 1967, pp. 198-205. (In Russ.)

Озернюк Н.Д., Булгакова Ю.В., Демин В.И., Андросова И.М., Стельмащук Е.В. Механизмы эволюционных и онтогенетических температурных адаптаций метаболизма у пойкилотермов. Изв. АН СССР (серия биология), 1993, т. 5, с. 703-705. @@Ozernyuk N.D., Bulgakova Yu.V., Demin V.I., Androsova I.M., Stelmashuk E.V. Mechanisms of evolutionary and ontogenetic temperature adaptations of metabolism in poikilotherms. Izv. USSR Academy of Sciences (biology series), 1993, vol. 5, pp. 703-705. (In Russ.)

Ozernyuk N.D., Bulgakova Yu.V., Demin V.I., Androsova I.M., Stel'maschuk E.V. Mehanizmy evolyucionnyh i ontogeneticheskih temperaturnyh adaptaciy metabolizma u poykilotermov. Izv. AN SSSR (seriya biologiya), 1993, t. 5, s. 703-705. @@Ozernyuk N.D., Bulgakova Yu.V., Demin V.I., Androsova I.M., Stelmashuk E.V. Mechanisms of evolutionary and ontogenetic temperature adaptations of metabolism in poikilotherms. Izv. USSR Academy of Sciences (biology series), 1993, vol. 5, pp. 703-705. (In Russ.)

Thillart G., Modderkolk J. The effect of acclimation temperature of the ansaturation of membrane lipids of goldfish mitochondria. Biochem. Biophys. Acta., 1978, vol. 510, no 1, pp. 38-51.

Губин И.Е., Шкорбатов Г.Л., Васенко Л.Г. Окислительная активность гомогенатов мозга карпов при различных температурных воздействиях. Энергетические аспекты роста и обмена водных животных. Киев: Наук. думка, 1972, с. 44. @@Gubin I.E., Shkorbatov G.L., Vasenko L.G. Oxidative activity of carp brain homogenates under various temperature influences. Energy aspects of growth and exchange of aquatic animals. Kiev: Nauk. dumka, 1972, p. 44. (In Russ.)

Gubin I.E., Shkorbatov G.L., Vasenko L.G. Okislitel'naya aktivnost' gomogenatov mozga karpov pri razlichnyh temperaturnyh vozdeystviyah. Energeticheskie aspekty rosta i obmena vodnyh zhivotnyh. Kiev: Nauk. dumka, 1972, s. 44. @@Gubin I.E., Shkorbatov G.L., Vasenko L.G. Oxidative activity of carp brain homogenates under various temperature influences. Energy aspects of growth and exchange of aquatic animals. Kiev: Nauk. dumka, 1972, p. 44. (In Russ.)

10.

Wodtke E. Effect of acclimation temperature on aerobic energy production in eel liver: oxydative phosphorilation in isolated mitochondria. Effect temperature on ectothermic organisms, Berlin, 1973, pp. 97-105.

11.

Shulman G.E., Love R.M. The Biochemical Ecology and Marine Fishes. Adv. Mar. Biol., vol. 36, London: Academic press, 1999, 347 p.

12.

Soldatov A.A. Cytochrome System and Oxygen Tension in Muscle Tissue of Salt-Water Fish with Different Natural Activity. J. Evolutionary Biochem. Physiol., 1996, vol. 32, no. 2, pp. 112-115.

13.

Soldatov A.A. Physiological Aspects of Effects of Urethane Anesthesia on the Organism of Marine Fishes. Hydrobiol. J., 2005, vol. 41, no. 1, pp. 113-126.

14.

Шошенко К.А., Баранов В.И., Брод В.И., Вязовой В.В., Голубь А.С., Иванова С.Ф., Нешумова Т.В. Органное кровоснабжение и особенности кислородного транспорта в мышцах. Исследование энергетики движения рыб, Новосибирск: Наука, 1984, с. 78-115. @@Shoshenko K.A., Baranov V.I., Brod V.I., Vyazovoy V.V., Golub A.S., Ivanova S.F., Neshumova T.V. Organ blood supply and features of oxygen transport in muscles. Investigation of the energy of fish movement. Novosibirsk: Nauka, 1984, pp. 78-115. (In Russ.)

Shoshenko K.A., Baranov V.I., Brod V.I., Vyazovoy V.V., Golub' A.S., Ivanova S.F., Neshumova T.V. Organnoe krovosnabzhenie i osobennosti kislorodnogo transporta v myshcah. Issledovanie energetiki dvizheniya ryb, Novosibirsk: Nauka, 1984, s. 78-115. @@Shoshenko K.A., Baranov V.I., Brod V.I., Vyazovoy V.V., Golub A.S., Ivanova S.F., Neshumova T.V. Organ blood supply and features of oxygen transport in muscles. Investigation of the energy of fish movement. Novosibirsk: Nauka, 1984, pp. 78-115. (In Russ.)

15.

Киселева А.Ф., Житников А.Я., Кейсевич Л.В. и др. Морфофункциональные методы исследования в норме и при патологии. Киев: Здоров’я, 1983, 168 с. @@Kiseleva A.F., Zhitnikov A.Ya., Keisevich L.V. et al. Morphofunctional research methods in health and disease. Kiev: Zdorov'ya, 1983, 168 p. (In Russ.)

Kiseleva A.F., Zhitnikov A.Ya., Keysevich L.V. i dr. Morfofunkcional'nye metody issledovaniya v norme i pri patologii. Kiev: Zdorov’ya, 1983, 168 s. @@Kiseleva A.F., Zhitnikov A.Ya., Keisevich L.V. et al. Morphofunctional research methods in health and disease. Kiev: Zdorov'ya, 1983, 168 p. (In Russ.)

16.

Houston A.H. Blood and circulation. Methods for fish biology, N-Y.: Amer. Fish. Society, 1990, pp. 273-334.

17.

Кучеренко Н.Е., Васильев А.Н. Липиды. Киев: Вища школа, 1985, 247 с. @@Kucherenko N.E., Vasiliev A.N. Lipids. Kiev: Vishcha school, 1985, 247 p. (In Russ.)

Kucherenko N.E., Vasil'ev A.N. Lipidy. Kiev: Vischa shkola, 1985, 247 s. @@Kucherenko N.E., Vasiliev A.N. Lipids. Kiev: Vishcha school, 1985, 247 p. (In Russ.)

18.

Соколова Г.П. Определение содержания и удельной радиоактивности общих липидов в тканях. Методы биохимических исследований (липидный и энергетический обмен). Л.: Изд-во ЛГУ, 1982, c. 55-58. @@Sokolova G.P. Determination of the content and specific radioactivity of total lipids in tissues. Methods of biochemical research (lipid and energy metabolism). L.: Publishing house of Leningrad State University, 1982, pp. 55-58. (In Russ.)

Sokolova G.P. Opredelenie soderzhaniya i udel'noy radioaktivnosti obschih lipidov v tkanyah. Metody biohimicheskih issledovaniy (lipidnyy i energeticheskiy obmen). L.: Izd-vo LGU, 1982, c. 55-58. @@Sokolova G.P. Determination of the content and specific radioactivity of total lipids in tissues. Methods of biochemical research (lipid and energy metabolism). L.: Publishing house of Leningrad State University, 1982, pp. 55-58. (In Russ.)

19.

Березовский В.А., Колотилов Н.Н. Биофизические характеристики тканей человека. Киев: Наук. думка, 1990, 224 с. @@Berezovsky V.A., Kolotilov N.N. Biophysical characteristics of human tissues. Kiev: Nauk. dum-ka, 1990, 224 p. (In Russ.)

Berezovskiy V.A., Kolotilov N.N. Biofizicheskie harakteristiki tkaney cheloveka. Kiev: Nauk. dumka, 1990, 224 s. @@Berezovsky V.A., Kolotilov N.N. Biophysical characteristics of human tissues. Kiev: Nauk. dum-ka, 1990, 224 p. (In Russ.)

20.

Desaulniers N.T., Sidell B.D. High lipid content enhances the rate oxygen diffusion in fish skeletal muscle. Amer. Zool., 1992, vol. 32, no. 5, pp. 55A.

21.

Минюк Г.С., Шульман Г.Е., Щепкин В.Я., Юнева Т.В. Черноморский шпрот (связь динамики липидов с биологией и промыслом). Севастополь: Экоси-гидрофизика, 1997, 137 с. @@Minyuk G.S., Shulman G.E., Schepkin V.Ya., Yuneva T.V. Black Sea sprat (connection of lipid dynamics with biology and fishing). Sevastopol: Ecosi-hydrophysics, 1997, 137 p. (In Russ.)

Minyuk G.S., Shul'man G.E., Schepkin V.Ya., Yuneva T.V. Chernomorskiy shprot (svyaz' dinamiki lipidov s biologiey i promyslom). Sevastopol': Ekosi-gidrofizika, 1997, 137 s. @@Minyuk G.S., Shulman G.E., Schepkin V.Ya., Yuneva T.V. Black Sea sprat (connection of lipid dynamics with biology and fishing). Sevastopol: Ecosi-hydrophysics, 1997, 137 p. (In Russ.)