Анотація до роботи:

Парфьонова І.О. Функціональний стан гемоглобіну й еритроцитів морських риб, стійких до зовнішньої гіпоксії. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук зі спеціальності 03.00.13 – фізіологія людини та тварин. – Таврійський національний університет імені В.І. Вернадського, Сімферополь, 2006.

В умовах експериментальної гіпоксії вивчено киснезв’язуючі властивості гемоглобіну та морфометричні характеристики циркулюючої еритроцитарної маси чорноморських риб, що живуть у гіпоксичних акваторіях Чорного моря.

Показано, що кров стійких до гіпоксії видів (бичка-кругляка, скорпени) має водночас високу спорідненість до кисню та підвищену чутливістю до рН (ефект Бора). Ця властивість стає ще більш вираженою в умовах експериментальної гіпоксії. Вона визначається показниками гемоглобіну і не залежить від умов внутрішньоеритроцитарного мікрооточення (концентрацій NTP, Mg²⁺).

Методом диск-електрофорезу в ПААГі досліджено гетерогенну систему гемоглобіну риб, стійких до гіпоксії. Вперше виявлено компонент, що має водночас високу спорідненістю до кисню й виражені ефекти Бора та Рута. Показано, що його вміст у крові істотно підвищується в умовах зовнішнього дефіциту кисню, що призводить до змін киснезв’язучих характеристик крові в цілому.

Відзначено, що гемоглобін риб може легко переходити в окислений стан (мет-форма) і в умовах природного процесу оксигенації крові, і в умовах гіпотермії. На разі відбувається зниження стійкості еритроцитів до осмотичного шоку. Таке явище визначається присутністю малоефективної NADH₂-діафорази в клітинах червоної крові риб, чутливих до умов навколишнього середовища.

Показано, що в умовах довготривалої експериментальної гіпоксії (більш 10-ти діб) у особин скорпени та бичка-кругляка відбувається зростання значень гематокриту. Названа реакція обумовлена свелінгом циркулюючих еритроцитів внаслідок гідратації їхньої цитоплазми. Про це свідчить характер змін еритроцитарних індексів. Зазначеній реакції передує зморщення еритроцитів, що розвивається в умовах короткочасної адаптації особин до гіпоксії (90 годин). У крові при цьому відбувається підвищення вмісту поліхроматофільних нормобластів та поява менш диференційованих форм – базофильних нормобластів.

Вперше описано феномен росту обсягу ядер та ядерно-плазмових відношень у зрілих еритроцитів риб в умовах зовнішнього дефіциту кисню.

1. Кров стійких до гіпоксії риб (бичка-кругляка, скорпени) має водночас високу спорідненість до кисню та підвищену чутливість до рН (ефект Бора). Ця властивість стає ще більш вираженою в умовах експериментальної гіпоксії. Вона визначається показниками гемоглобіну і не залежить від умов внутрішньоеритроцитарного мікрооточення (концентрацій NTP, Mg²⁺).

2. У гемоглобіновій системі бичка-кругляка виявлено компонент, що має водночас високу спорідненість до кисню та виражені ефекти Бора й Рута. Показано, що його вміст у крові істотно підвищується в умовах зовнішнього дефіциту кисню, а сам він цілеспрямовано змінює киснезв’язуючі характеристики крові в цілому.

3. Газотранспортні властивості крові риб, що існують в умовах екстремальної гіпоксії, дозволяють їм зберігати кисневі потреби в широкому діапазоні PO₂. Про це свідчать мінімальні значення критичних та межових концентрацій кисню - 33-36 та 5-10 гПа відповідно.

4. Гіпоксія викликає зменшення концентрації метгемоглобіну в крові скорпени та збільшення стійкості циркулюючих еритроцитів до осмотичного шоку. Це відбиває нестійкий окислювально-відновлюючий статус клітин, на який впливає природний процес оксигенації гемоглобіну.

5. Зниження температури в діапазоні 5-10^о С в умовах in vitrо та in vivo призводить до трансформації частини гемоглобіну скорпени в окислений стан (мет-форма). Це корелює зі зниженням активності NADH₂-діафорази еритроцитів. Тривала адаптація до температури 5^о С (15 діб) супроводжується компенсацією таких змін.

6. В умовах довготривалої експериментальної гіпоксії (більш 10-ти діб) у особин скорпени та бичка-кругляка відбувається зростання значень гематокрита. Концентрації гемоглобіну та кількості еритроцитів у крові не притаманні істотні зміни. Зазначена реакція обумовлена свелінгом циркулюючих клітин червоної крові внаслідок гідратації їхньої цитоплазми, про що свідчить характер зміни еритроцитарних індексів. Їй передує реакція зморщення еритроцитів, що розвивається в умовах короткочасної адаптації особин до гіпоксії (90 годин).

7. Експериментальна гіпоксія викликає ріст обсягу ядер та ядерно-плазмових відношень у зрілих еритроцитів скорпени. Ці зміни стосуюються більше 50 % циркулюючих клітин.

8. В умовах гіпоксії відбувається підвищення вмісту в крові скорпени поліхроматофільних нормобластів та поява менш диференційованих форм – базофільних нормобластів. Реакція розвивається на ранніх етапах експерименту (90 годин) і утримується потім протягом 45 діб.

Публікації автора:

1. Солдатов А.А., Парфенова И.А.Влияние температуры на устойчивость гемоглобинов морских рыб к окислению // Экология моря. –2000. –Вып.53. –С.49-53 (внесок автора – проведення експериментальних досліджень, лабораторна обробка проб та статистичний аналіз одержаних результатів).

2. Солдатов А.А., Парфенова И.А. Уровень метгемоглобина в крови и устойчивость циркулирующих эритроцитов скорпены Scorpaena porcus P. к осмотическому шоку в условиях экспериментальной гипоксии // Ж. эволюц. биохим. физиол. –2001. –Т.37, №6. –С.477-479 (внесок автора – проведення експериментальних досліджень, лабораторна обробка проб та статистичний аналіз одержаних результатів).

3. Солдатов А.А., Парфенова И.А., Коношенко С.В. Гемоглобиновая система черноморского бычка – кругляка в условиях экспериментальной гипоксии // Укр. биохим. ж. –2004. –Т.76, №3. –С.85-90 (внесок автора – проведення експериментальних досліджень, лабораторна обробка проб та статистичний аналіз одержаних результатів).

4. Парфенова И.А., Солдатов А.А., Коношенко С.В. Кислородосвязующие свойства гемоглобинов рыб, устойчивых к внешней гипоксии // Доп. НАН України. –2005. –№5. –С.160-164 (внесок автора – проведення експериментальних досліджень, лабораторна обробка проб, статистичний аналіз одержаних результатів, участь у підготовці тексту рукопису статті).

5. Парфенова И.А., Солдатов А.А. Эритрограмма циркулирующей крови скорпены в условиях экспериментальной гипоксии // Морск. экол. ж.- 2005. –Т.4, №2. –С.59-67 (внесок автора – проведення експериментальних досліджень, лабораторна обробка проб, статистичний аналіз одержаних результатів, участь у підготовці тексту рукопису статті).

6. Парфенова И.А. Морфометрические характеристики циркулирующих эритроцитов Scorpaena porcus L. в условиях экспериментальной гипоксии // Наук. зап. Терноп. нац. пед. ун-та. Серiя: бiологiя. –2005. –Т.4, №27. –С.170-172.

7. Парфенова И.А. Влияние гипоксии и гипотермии на устойчивость гемоглобинов морских рыб к окислению / Конференция молодых ученых «Понт Эвксинский 2; Проблемы экологии Азово-Черноморского бассейна: современное состояние и прогноз, Севастополь, 18-20 сентября 2001: Тез. докл. –Севастополь, 2001. –С.14-15.

8. Солдатов А.А., Коношенко С.В., Парфенова И.А. Сравнительная оценка устойчивости к гипоксии черноморских рыб // Ecological Studies, Hazards, Solutions. –2004. –V. 7. –P. 91 (внесок автора – проведення експериментальних досліджень, лабораторна обробка проб та статистичний аналіз одержаних результатів).

9. Солдатов А.А., Парфенова И.А., Коношенко С.В. Цитохромная и гемоглобиновая системы бычка-кругляка Neogobius melanostomus (P.) в условиях внешней гипоксии / Мат. Межд. конф. «Совр. пробл. физиол. и биох. водных организмов», Петрозаводск, 6-9 сентября 2004: Тез. докл. –Петрозаводск, 2004. –С.131-132 (внесок автора – проведення експериментальних досліджень, лабораторна обробка проб та статистичний аналіз одержаних результатів).

10. Soldatov A.A., Parfyonova I.A., Konoshenko S.V. Nuclear erythrocytes of marine fishes under experimental hypoxia conditions: morphological and biochemical investigations / First (Inaugurel) Ukr. Congr. Cell Biol., Lviv, 25-28 April 2004: Abstr. –Lviv, 2004. –P.229 (внесок автора – проведення експериментальних досліджень, лабораторна обробка проб та статистичний аналіз одержаних результатів).

11. Парфенова И.А. Критические и пороговые напряжения кислорода у морских рыб различной толерантности к внешней гипоксии / VІІ Міжн. науково-практ. конф. студентів, аспірантів та молодих вчених «Экологiя. Людина. Суспiльство.», Київ, 13-15 травня 2004: Тез. доп. –Київ, 2004. –С. 53.

12. Солдатов А.А., Парфенова И.А., Коношенко С.В. Молекулярные системы транспорта и утилизация кислорода у морских рыб в условиях экстремальной гипоксии / XIX Съезд физиол. об-ва им. И.П. Павлова (мат. съезда), Екатеринбург, 19-24 сентября 2005: Тез. докл. –Екатеринбург, 2004. –С.204-205 (внесок автора – проведення експериментальних досліджень, лабораторна обробка проб та статистичний аналіз одержаних результатів).

13. Солдатов А.А., Парфенова И.А., Коношенко С.В. Молекулярные основы устойчивости организма некоторых морских рыб к условиям экстремальной гипоксии / Науч. тр. I Съезда физиологов СНГ. Т. 1. Сочи (Дагомыс), 19-23 сентября 2005: Тез. докл. –М.: Медицина-Здоровье, 2005. – С.168 (внесок автора – проведення експериментальних досліджень, лабораторна обробка проб та статистичний аналіз одержаних результатів).

14. Солдатов А.А., Головина И.В., Гостюхина О.Л., Андреенко Т.И., Столбов А.Я., Парфенова И.А., Коношенко С.В. Молекулярные и функциональные основы адаптации черноморских гидробиотов к гипоксии, аноксии и различным видам окислительных нагрузок / Межд. научн. конф. «Проблемы биологической океанографии XXI века», Севастополь, 19-21 сент. 2006: – Севастополь: Экоси-гидрофизика, 2006. – С. 166. (внесок автора – проведення частини експериментальних досліджень, лабораторна обробка проб та статистичний аналіз одержаних результатів).