Responses of antioxidant status in the gills of brown trout (Salmo trutta m. trutta L.) with ulcerative dermal necrosis

• Autorzy: Tkachenko H. , Kurhalyuk N. , Palczynska K.

Warianty tytułu

PL

Stan obrony antyoksydacyjnej w skrzelach troci wędrownej (Salmo trutta m. trutta L.) z wrzodziejącą martwicą skóry

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Antioxidant defence system (activities of superoxide dismutase, catalase, glutathione reductase, and glutathione peroxidase), and free radical modification of lipids were determined in the gills from male and female brown trout (Salmo trutta m. trutta L.) affected by ulcerative dermal necrosis (UDN). In both males and females, lipid oxidation in the gills from UDN-affected trout showed higher values as compared to the respective control. UDN induced an increase of thiobarbituric acid reactive substances (TBARS) levels both in the gills of males and females. UDN caused a decrease in gill antioxidant enzyme activities. This might be due to inactivation of the abovementioned enzymes by the end products of lipid peroxidation. The importance of the glutathionemediated antioxidant defence system in protection against UDN-induced oxidative stress was demonstrated.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań dotyczących występowania stresu oksydacyjnego w tkance skrzeli samców i samic troci wędrownej (Salmo trutta m. trutta L.) z wrzodziejącą martwicą skóry. Pod względem badawczym skrzela stanowią wartościową tkankę, która w największym stopniu narażona jest na oddziaływanie niekorzystnych czynników środowiska. Uzyskane wyniki badań wykazały zróżnicowanie poziomu intensywności procesów lipoperoksydacji (ocenianych przez poziom TBARS produktów) oraz aktywności enzymów antyoksydacyjnych (dysmutazy ponadtlenkowej, katalazy, reduktazy i peroksydazy glutationowej) w okresie tarła u osobników troci wędrownej zdrowych i chorych z wrzodziejącą martwicą skóry. Pobór materiału badawczego z rzeki Słupi (Północna Polska) odbył się we ścisłej współpracy z Dyrekcją Parku Krajobrazowego „Dolina Słupi” oraz Zarządem Okręgu Polskiego Związku Wędkarskiego w Słupsku w latach 2007-2009. Wyniki naszych badań sugerują istotne zwiększenie poziomu procesów peroksydacji lipidów w tkance skrzeli troci – dla samców trzykrotne, dla samic – o 3,5 raza. Wspomniane schorzenie wywołuje stres oksydacyjny w skrzelach ryb z inhibicją mechanizmów antyoksydacyjnej obrony. Obniżenie aktywności podstawowych enzymów antyoksydacyjnych z jednoczesną intensyfikacją procesów peroksydacji lipidów obniża wydajność procesów tarłowych tego gatunku ryb.

Słowa kluczowe

EN

animal response; fish; antioxidant status; gill; brown trout; Salmo trutta m.trutta; animal disease; ulcerative dermal necrosis; lipid peroxidation; antioxidative enzyme

• Wydawca: -
• Czasopismo: Baltic Coastal Zone. Journal of Ecology and Protection of the Coastline
• Rocznik: 2011
• Tom: 15
• Opis fizyczny: p.145-158,fig.,ref.

Twórcy

autor

Tkachenko H.

• Department of Animal Physiology, Institute of Biology and Environment Protection, Pomeranian University in Slupsk, Arciszewskiego 22b, 76-200 Slupsk, Poland

autor

Kurhalyuk N.

autor

Palczynska K.

Bibliografia

• Abreu I.A., Cabelli D.E., 2010. Superoxide dismutases – a review of the metal-associated mechanistic variations. Biochim. Biophys. Acta, 1804 (2), 263-274.
• Bagnyukova T.V., Chahrak O.I., Lushchak V.I., 2006. Coordinated response of goldfish antioxidant defences to environmental stress. Aquatic Toxic., 78 (4), 325-331. Ballesteros M.L., Wunderlin D.A., Bistoni M.A., 2009. Oxidative stress responses in different
• organs of Jenynsia multidentata exposed to endosulfan. Ecotoxicol. Environ. Saf., 72 (1), 199-205.
• Bradford M.M., 1976. A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding. Anal. Biochem., 72, 248-254.
• Bruno D., Crumlish M., LaPatra S., Noguera P., Verner-Jeffreys D., 2007. Workshop on salmonid skin diseases. European Association of Fish Pathologists. 13th International Conference on Fish and Shellfish Diseases, Grado, Italy 18th September, 2007, pp. 7-10.
• Diagnostyka bakteriologiczna. (Bacteriological diagnostics), 2005. (Ed.) E. Szewczyk, PWN, Warszawa, (in Polish).
• Dorval J., Hontela A., 2003. Role of glutathione redox cycle and catalase in defence against oxidative stress induced by endosulfan in adrenocortical cells of rainbow trout (Oncorhynchus mykiss). Toxicol. Appl. Pharmacol., 192 (2), 191-200.
• Glatzle D., Vuilleumier J.P., Weber F., Decker K., 1974. Glutathione reductase test with whole blood, a convenient procedure for the assessment of the riboflavin status in human. Experientia, 30 (6), 665-667.
• Harikrishnan R., Balasundaram Ch., Moon Y.-G., Kim M.-Ch., Kim J.-S., Dharaneedharan S., Heo M-S., 2010. Phytotherapy of ulcerative dermatitis induced by Aeromonas hydrophila infection in goldfish (Carassius auratus). Acta Vet. Hung., 58 (1), 29-37.
• Hayes J.D., McLellan L.I., 1999. Glutathione and glutathione-dependent enzymes represent a coordinately regulated defence against oxidative stress. Free Rad. Res., 31 (4), 273-300.
• Kamyshnikov V.S., 2004. Spravochnik po kliniko-biokhimicheskim issledovaniyam i laboratornoy diagnostike. (Reference book on clinic and biochemical researches and laboratory diagnostics). MEDpress-uniform, Moscow, (in Russian).
• Kane A.S., Dykstra M.J., Noga E.J., Reimschuessel R., Baya A., Driscoll C., Paerl H.W., Landsberg J., 2000. Etiologies, observations and reporting of estuarine finfish lesions. Mar. Environ. Res., 50 (1-5), 473-477.
• Kelly K.A., Havrilla C.M., Brady T.C., Abramo K.H., Levin E.D., 1998. Oxidative stress in toxicology: established mammalian and emerging piscine model systems. Environ. Health Perspect., 106 (7), 375-384.
• Khoo L., 2000. Fungal diseases in fish. Sem. Avian Exotic Pet. Med., 9, 102-111.
• Koroliuk M.A., Ivanova L.I., Maiorova I.G., Tokarev V.E., 1988. Metod opredeleniya aktivnosti katalazy. (A method of determining catalase activity). Lab. Delo, (1), 16-19, (in Russian).
• Kostiuk V.A., Potapovich A.I., Kovaleva Zh.V., 1990. Prostoy i chuvstvitelny metod opredeleniya aktivnosti superoksiddismutazy, osnovannyy na reakcii okisleniya kvercetina. (A simple and sensitive method of determination of superoxide dismutase activity based on the reaction of quercetin oxidation). Vopr. Med. Khim., 36 (2), 88-91, (in Russian).
• Kurhalyuk N., Tkachenko H., Pałczyńska K., 2009. Antioxidant enzymes profile in the brown trout (Salmo trutta trutta) with ulcerative dermal necrosis. Bull. Vet. Inst. Pulawy, 53, 813-818.
• Kurhalyuk N., Tkachenko H., Pałczyńska K., 2010. Lipid peroxidation and antioxidant defence system in spawn of brown trout (Salmo trutta m. trutta L.) affected by ulcerative dermal necrosis. Arch. Pol. Fish., 18, 115-122.
• Law M., 2001. Differential diagnosis of ulcerative lesions in fish. Environ. Health Perspect., 109, Suppl. 5, 681-686.
• Limón-Pacheco J., Gonsebatt M.E., 2009. The role of antioxidants and antioxidant-related enzymes in protective responses to environmentally induced oxidative stress. Mutat. Res., 674 (1-2), 137-147.
• Lushchak V.I., Bagnyukova T.V., Lushchak O.V., Storey J.M., Storey K.B., 2005. Hypoxia and recovery perturb free radical processes and antioxidant potential in common carp (Cyprinus carpio) tissues. Int. J. Biochem. Cell Biol., 37 (6), 1319-1330.
• Meyer J.N., Smith J.D., Winston G.W., Di Giulio R.T., 2003. Antioxidant defences in killifish (Fundulus heteroclitus) exposed to contaminated sediments and model prooxidants: short-term and heritable responses. Aquat. Toxicol., 65 (4), 377-395.
• Moin V.M., 1986. Prostoy i spetsyficheskiy metod issledovaniya aktivnosti glutationperoksidazy v eritrotsytah. (A simple and specific method for determining glutathione peroxidase activity in erythrocytes). Lab. Delo, (12), 724-727, (in Russian).
• Noga E.J., 2000. Skin ulcers in fish: Pfiesteria and other etiologies. Toxicol Pathol., 28 (6), 807-823.
• Pandey S., Parvez S., Sayeed I., Haque R., Bin-Hafeez B., Raisuddin S., 2003. Biomarkers of oxidative stress: a comparative study of river Yamuna fish Wallago attu (Bl. & Schn.). Sci. Total Environ., 309 (1-3), 105-115.
• Pascual P., Pedrajas J.R., Toribio F., López-Barea J., Peinado J., 2003. Effect of food deprivation on oxidative stress biomarkers in fish (Sparus aurata). Chem. Biol. Interact., 145 (2), 191-199.
• Rahman Q., Abidi P., Afaq F., Schiffmann D., Mossman B.T., Kamp D.W., Athar M., 1999. Glutathione redox system in oxidative lung injury. Crit. Rev. Toxicol., 29 (6), 543-568.
• Rau M.A., Whitaker J., Freedman J.H., Di Giulio R.T., 2004. Differential susceptibility of fish and rat liver cells to oxidative stress and cytotoxicity upon exposure to prooxidants. Comp. Biochem. Physiol. C Toxicol. Pharmacol., 137 (4), 335-342.
• Roberts R.J., 1993. Ulcerative dermal necrosis (UDN) in wild salmonids. Fish Res., 17, 3-14.
• Stephensen E., Sturve J., Förlin L., 2002. Effects of redox cycling compounds on glutathione content and activity of glutathione-related enzymes in rainbow trout liver. Comp. Biochem. Physiol. C Toxicol. Pharmacol., 133 (3), 435-442.
• Valavanidis A., Vlahogianni T., Dassenakis M., Scoullos M., 2006. Molecular biomarkers of oxidative stress in aquatic organisms in relation to toxic environmental pollutants. Ecotoxicol. Environ. Saf., 64 (2), 178-189.
• Winston G.W., 1991. Oxidant and antioxidants in aquatic animals. Comp. Biochem. Physiol. C, 100 (1-2), 173-176.
• Zamocky M., Furtmüller P.G., Obinger C., 2008. Evolution of catalases from bacteria to humans. Antioxid. Redox Signal., 10 (9), 1527-1548.
• Zar J.H., 1999. Biostatistical Analysis. Prentice-Hall, Inc., Englewood Cliffs, New Jersey.