Роль бета-адренорецепторов и аденилатциклазы в процессе адаптации гемоцитов средиземноморской мидии (Mytilus galloprovincialis) к гипоосмотическому стрессу
##plugins.themes.ibsscustom.article.main##
Google Scholar
##plugins.themes.ibsscustom.article.details##
Аннотация
Осмотический гомеостаз является одной из фундаментальных основ выживания гидробионтов, обитающих в прибрежных экосистемах Мирового океана. У двустворчатых моллюсков стресс, вызванный колебанием солёности воды, может индуцировать секрецию нейромедиаторов, включая катехоламины. Гемоциты, циркулирующие в гемолимфе двустворчатых моллюсков, имеют на поверхности клеточной мембраны адренорецепторы, но фундаментальные знания о воздействии катехоламинов на функции клеток гемолимфы, а также механизмы их осморегуляции изучены слабо. В настоящей работе было исследовано влияние эпинефрина и активатора растворимой аденилатциклазы — форсколина на осмотическую стойкость гемоцитов промыслового двустворчатого моллюска средиземноморской мидии (Mytilus galloprovincialis). Также изучено влияние этих веществ на способность клеток гемолимфы мидий к регуляторному снижению объёма в ответ на гипоосмотический стресс. В условиях эксперимента in vitro показано, что стимуляция гемоцитов мидий эпинефрином (25 мкМ) и форсколином (20 мкМ) не оказывала влияния на данный параметр осмотической стойкости гемоцитов средиземноморской мидии. Установлено, что стимуляция форсколином не влияет на скорость и интенсивность регуляторного снижения объёма гемоцитов в ответ на гипоосмотическое набухание, в то время как инкубация с эпинефрином ингибировала способность клеток гемолимфы мидий восстанавливать объём в гипоосмотических условиях. Результаты настоящей работы свидетельствуют о том, что аденилатциклазный сигнальный путь задействован в регуляции процессов восстановления объёма гемоцитов мидий в ответ на гипоосмотический стресс.
Авторы
Библиографические ссылки
Andreyeva A. Yu., Kladchenko E. S., Sudnitsyna J. S., Krivchenko A. I., Mindukshev I. V., Gambaryan S. Protein kinase A activity and NO are involved in the regulation of crucian carp (Carassius carassius) red blood cell osmotic fragility // Fish Physiology and Biochemistry. – 2021. – Vol. 47, iss. 4. – P. 1105–1117. – https://doi.org/10.1007/s10695-021-00971-4
Andreyeva A. Yu., Skverchinskaya E. A., Gambaryan S., Soldatov A. A., Mindukshev I. V. Hypoxia inhibits the regulatory volume decrease in red blood cells of common frog (Rana temporaria) // Comparative Biochemistry and Physiology. Pt. A: Molecular & Integrative Physiology. – 2018. – Vol. 219/220. – P. 44–47. – https://doi.org/10.1016/j.cbpa.2018.02.016
Andreyeva A. Yu., Soldatov A. A., Krivchenko A. I., Mindukshev I. V., Gambaryan S. Hemoglobin deoxygenation and methemoglobinemia prevent regulatory volume decrease in crucian carp (Carassius carassius) red blood cells // Fish physiology and biochemistry. – 2019. – Vol. 45, iss. 6. – P. 1933–1940. – https://doi.org/10.1007/s10695-019-00689-4
Ballina N. R., Maresca F., Cao A., Villalba A. Bivalve haemocyte subpopulations: a review // Frontiers in Immunology. – 2022. – Vol. 13. – Art. 826255. – https://doi.org/10.3389%2Ffimmu.2022.826255
Bregante M., Carpaneto A., Piazza V., Sbrana F., Vassalli M., Faimali M., Gambale F. Osmoregulated chloride currents in hemocytes from Mytilus galloprovincialis // Plos One. – 2016. – Vol. 11, iss. 12. – Art. e0167972. – https://dx.doi.org/10.1371%2Fjournal.pone.0167972
Bussell J. A., Gidman E. A., Causton D. R., Gwynn-Jones D., Malham S. K., Jones M. L. M., Reynolds B., Seed R. Changes in the immune response and metabolic fingerprint of the mussel, Mytilus edulis (Linnaeus) in response to lowered salinity and physical stress // Journal of Experimental Marine Biology and Ecology. – 2008. – Vol. 358, iss. 1. – P. 78–85. – https://doi.org/10.1016/j.jembe.2008.01.018
Carregosa V., Velez C., Soares A. M., Figueira E., Freitas R. Physiological and biochemical responses of three Veneridae clams exposed to salinity changes // Comparative Biochemistry and Physiology Pt. B: Biochemistry and Molecular Biology. – 2014. – Vol. 177/178. – P. 1–9. – https://doi.org/10.1016/j.cbpb.2014.08.001
Coates C. J., Söderhäll K. The stress – immunity axis in shellfish // Journal of Invertebrate Pathology. – 2021. – Vol. 186. – Art. 107492. – https://doi.org/10.1016/j.jip.2020.107492
Demanche R. The osmotic fragility of red blood cells of marine animals: a comparative study : diss. : theses. – [Williamsburg, USA], 1980. – https://dx.doi.org/doi:10.21220/s2-1jmc-wk51
Evans T. G., Kültz D. The cellular stress response in fish exposed to salinity fluctuations // Journal of Experimental Zoology Pt. A: Ecological and Integrative Physiology. – 2020. – Vol. 333, iss. 6. – P. 421–435. – https://doi.org/10.1002/jez.2350
Gagnaire B., Frouin H., Moreau K., Thomas-Guyon H., Renault T. Effects of temperature and salinity on haemocyte activities of the Pacific oyster, Crassostrea gigas (Thunberg) // Fish & Shellfish Immunology. – 2006. – Vol. 20, iss. 4. – P. 536–547. – https://doi.org/10.1016/j.fsi.2005.07.003
Jauzein C., Donaghy L., Volety A. K. Flow cytometric characterization of hemocytes of the sunray venus clam Macrocallista nimbosa and influence of salinity variation // Fish & Shellfish Immunology. – 2013. – Vol. 35, iss. 3. – P. 716–724. – https://doi.org/10.1016/j.fsi.2013.06.003
Kladchenko E. S., Andreyeva A. Y., Mindukshev I. V., Gambaryan S. Cellular osmoregulation of the ark clam (Anadara kagoshimensis) hemocytes to hyposmotic media // Journal of Experimental Zoology. Pt. A: Ecological and Integrative Physiology. – 2022. – Vol. 337, iss. 5. – P. 434–439. – https://doi.org/10.1002/jez.2578
Kladchenko E. S., Gostyukhina O. L., Soldatov A. A., Rychkova V. N., Andreyeva A. Yu. Functional changes in hemocytes and antioxidant activity in gills of the ark clam Anadara kagoshimensis (Bivalvia: Arcidae) induced by salinity fluctuations // Comparative Biochemistry and Physiology Pt. B: Biochemistry and Molecular Biology. – 2023. – Vol. 264. – Art. 110810. – https://doi.org/10.1016/j.cbpb.2022.110810
Lacoste A., Malham S. K., Cueff A., Poulet S. A. Noradrenaline modulates oyster hemocyte phagocytosis via a β-adrenergic receptor – cAMP signaling pathway // General and Comparative Endocrinology. – 2001. – Vol. 122, iss. 3. – P. 252–259. – https://doi.org/10.1006/gcen.2001.7643
Lange X., Klingbeil K., Burchard H. Inversions of estuarine circulation are frequent in a weakly tidal estuary with variable wind forcing and seaward salinity fluctuations // Journal of Geophysical Research: Oceans. – 2020. – Vol. 125, iss. 9. – Art. e2019JC015789. – https://doi.org/10.1029/2019JC015789
Larsen E. H., Hoffmann E. K. Volume regulation in epithelia // Basic Epithelial Ion Transport Principles and Function / eds: K. L. Hamilton, D. C. Devor. – Second ed. – [Switzerland] : Springer, 2020. – Vol. 1. – P. 395–460. – https://doi.org/10.1007/978-3-030-52780-8_11
Maar M., Saurel C., Landes A., Dolmer P., Petersen J. K. Growth potential of blue mussels (M. edulis) exposed to different salinities evaluated by a Dynamic Energy Budget model // Journal of Marine Systems. – 2015. – Vol. 148. – P. 48–55. – https://doi.org/10.1016/j.jmarsys.2015.02.003
Makhro A., Huisjes R., Verhagen L. P., Del Mar Maňu-Pereira M., Llaudet-Planas E., Petkova-Kirova P., Wang J., Eichler H., Bogdanova A., Van Wijk R., Vives-Corrons J.-L., Kaestner L. Red cell properties after different modes of blood transportation // Frontiers in Physiology. – 2016. – Vol. 7. – P. 288. – https://doi.org/10.3389/fphys.2016.00288
Medeiros I. P. M., Faria S. C., Souza M. M. Osmoionic homeostasis in bivalve mollusks from different osmotic niches: physiological patterns and evolutionary perspectives // Comparative Biochemistry and Physiology. Pt. A: Molecular & Integrative Physiology. – 2020. – Vol. 240. – Art. 110582. – https://doi.org/10.1016/j.cbpa.2019.110582
Muravyov A. V., Koshelev V. B., Fadukova O. E., Tikhomirova I. A., Maimistova A. A., Bulaeva S. V. The role of red blood cell adenylyl cyclase activation in changes of erythrocyte membrane microrheological properties // Biochemistry (Moscow). Suppl. Ser. A: Membrane and Cell Biology. – 2011. – Vol. 5, iss. 2. – P. 128–134. – https://doi.org/10.1134/S1990747811020036
Naceur C. B., Maxime V., Mansour H. B., Le Tilly V., Sire O. Oyster’s cells regulatory volume decrease: a new tool for evaluating the toxicity of low concentration hydrocarbons in marine waters // Ecotoxicology and Environmental Safety. – 2016. – Vol. 133. – P. 327–333. – https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2016.07.030
Pankhurst N. W. The endocrinology of stress in fish: an environmental perspective // General and Comparative Endocrinology. – 2011. – Vol. 170, iss. 2. – P. 265–275. – https://doi.org/10.1016/j.ygcen.2010.07.017
Pérez-Velasco R., Manzano-Sarabia M., Hurtado-Oliva M. Á. Effect of hypo- and hypersaline stress conditions on physiological, metabolic, and immune responses in the oyster Crassostrea corteziensis (Bivalvia: Ostreidae) // Fish & Shellfish Immunology. – 2022. – Vol. 120. – P. 252–260. – https://doi.org/10.1016/j.fsi.2021.11.033
Pourmozaffar S., Tamadoni Jahromi S., Rameshi H., Sadeghi A., Bagheri T., Behzadi S., Gozari M., Reza Zahedi M., Abrari Lazarjani S. The role of salinity in physiological responses of bivalves // Reviews in Aquaculture. – 2020. – Vol. 12, iss. 3. – P. 1548–1566. – https://doi.org/10.1111/raq.12397
Pretini V., Koenen M. H., Kaestner L., Fens M. H. A. N., Schiffelers R. M., Bartels M., Van Wijk R. Red blood cells: chasing interactions // Frontiers in Physiology. – 2019. – Vol. 10. – P. 945. – https://doi.org/10.3389/fphys.2019.00945
Tan K., Fu W., Zhang H., Ma H., Li S., Zheng H. Intraspecific hybridization as a mitigation strategy of low salinity in marine bivalve noble scallop Chlamys nobilis // Aquaculture. – 2022. – Vol. 552. – Art. 738037. – https://doi.org/10.1016/j.aquaculture.2022.738037
Tian L., Tan P., Yang L., Zhu W., Xu D. Effects of salinity on the growth, plasma ion concentrations, osmoregulation, non-specific immunity, and intestinal microbiota of the yellow drum (Nibea albiflora) // Aquaculture. – 2020. – Vol. 528. – Art. 735470. – https://doi.org/10.1016/j.aquaculture.2020.735470
Torre A., Trischitta F., Corsaro C., Mallamace D., Faggio C. Digestive cells from Mytilus galloprovincialis showapartialregulatoryvolumedecreasefollowingacutehypotonicstressthrough mechanisms involving inorganic ions // Cell Biochemistry and Function. – 2013. – Vol. 31, iss. 6. – P. 489–495. – https://doi.org/10.1002/cbf.2925
Tuvia S., Moses A., Gulayev N., Levin S., Korenstein R. β‐Adrenergic agonists regulate cell membrane fluctuations of human erythrocytes // The Journal of Physiology. – 1999. – Vol. 516, iss. 3. – P. 781–792. – https://doi.org/10.1111/j.1469-7793.1999.0781u.x
Velez C., Figueira E., Soares A. M. V. M., Freitas R. Combined effects of seawater acidification and salinity changes in Ruditapes philippinarum // Aquatic Toxicology. – 2016. – Vol. 176. – P. 141–150. – https://doi.org/10.1016/j.aquatox.2016.04.016
Wei H., Chen M., Deng Z., Zhao W., Li Y., Fang W., Ma Z., Wang Yu, Yu G. Immune and antioxidant responsesofpearloyster Pinctada maxima exposedtoacutesalinitystress//AquacultureResearch.– 2022. – Vol. 53, iss. 6. – P. 2439–2447. – https://doi.org/10.1111/are.15761
Wu F., Falfushynska H., Dellwig O., Piontkivska H., Sokolova I. M. Interactive effects of salinity variation and exposure to ZnO nanoparticles on the innate immune system of a sentinel marine bivalve, Mytilus edulis // Science of the Total Environment. – 2020. – Vol. 712. – Art. 136473. – https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2019.136473