Chuyển hóa năng lượng trong tình trạng thiếu oxy ở tâm thất bị cô lập và tưới máu của ốc biển Busycon contrarium Conrad

Zeitschrift für vergleichende Physiologie - Tập 142 - Trang 457-464 - 1981
W. Ross Ellington1
1Department of Biology, University of Southwestern Louisiana, Lafayette, USA

Tóm tắt

Chuyển hóa năng lượng và hoạt động co bóp nội sinh trong điều kiện thiếu oxy đã được nghiên cứu ở tâm thất cô lập, được tưới máu của ốc biển Busycon contrarium Conrad. Việc tưới máu trong điều kiện thiếu oxy kéo dài 2 giờ chỉ dẫn đến những thay đổi nhỏ trong biên độ co bóp, nhưng việc tưới máu thêm đã dẫn đến các phản ứng biến đổi từ không thay đổi đến gần như ngừng hoạt động co bóp. Nồng độ adenylate energy charge chỉ giảm nhẹ sau bốn giờ thiếu oxy. Hoạt động co bóp trong tình trạng thiếu oxy dường như được duy trì bởi việc sử dụng arginine phosphate và sự kích hoạt của chuyển hóa năng lượng kỵ khí. Alanine, succinate và octopine tích lũy trong điều kiện thiếu oxy. Vì nồng độ aspartate giảm xuống chỉ còn một phần ba mức độ của tình trạng hiếu khí trong khi nồng độ glutamate không thay đổi, có vẻ như aspartate cung cấp nhóm amin trong quá trình hình thành alanine. Kết quả của nghiên cứu này trên tâm thất của B. contrarium hỗ trợ giả thuyết rằng glycogen và aspartate được huy động đồng thời trong các giai đoạn đầu của tình trạng thiếu oxy và anoxia ở loài này.

Từ khóa

#thiếu oxy #chuyển hóa năng lượng #hoạt động co bóp #Busycon contrarium #arginine phosphate #alanine #glycogen #aspartate

Tài liệu tham khảo

Allison WS, Kaplan NO (1964) The comparative enzymology of triosephosphate dehydrogenase. J Biol Chem 239:2140–2151 Baginski RM, Pierce SK (1978) A comparison of amino acid accumulation during high salinity adaptation with anaerobic energy metabolism in the ribbed mussel,Modiolus demissus demissus. J Exp Zool 203:419–428 Barrow KD, Jamieson DD, Norton RS (1980)31P nuclear magnetic resonance studies of energy metabolism in tissue from the marine invertebrateTapes watlingi. Eur J Biochem 103:289–297 Baskin RJ, Allen K (1963) Regulation of respiration in molluscan heart. Nature 198:448–450 Bayne BL (1971) Ventilation, the heart beat and oxygen uptake byMytilus edulis L. in declining oxygen tension. Comp Biochem Physiol 40A:1065–1085 Bishop SH, Burcham JM, Greenwalt DE (1980) α,α-Iminodipropionic acid synthesis in a bivalve mollusc (Modiolus demissus). Fed Proc 39:2085 Booth CE, Mangum CP (1978) Oxygen uptake and transport in the lamellibranch molluscModiolus demissus. Physiol Zool 51:17–32 Brand AR, Roberts D (1973) The cardiac responses of the scallopPecten maximus (L.) to respiratory stress. J Exp Mar Biol Ecol 13:29–43 Collicut JM, Hochachka PW (1977) The anaerobic oyster heart: Coupling of glucose and aspartate fermentation. J Comp Physiol 115:147–157 DeFur PL, Mangum CP (1979) The effects of environmental variables on the heart rates of invertebrates. Comp Biochem Physiol 62A:283–294 Dieringer N, Koester J, Weiss KR (1978) Adaptive changes in heart rate ofAplysia californica. J Comp Physiol 123:11–21 Ebberink RHM, Zurburg W, Zandee DI (1979) The energy demand of the posterior adductor muscle ofMytilus edulis in catch during air exposure. Mar Biol Lett 1:23–31 Fields JHA (1976a) Patterns of Anaerobic Energy Metabolism in Molluscan Muscle. Ph D Thesis, University of British Colombia Fields JHA (1976b) A dehydrogenase requiring alanine and pyruvate as substrates from oyster adductor muscle. Fed Proc 35:1687 Fields JHA (1977) Anaerobic metabolism in the cockle,Clinocardium nuttali. Am Zool 17:943 Fields JHA, Eng AK, Ramsden WD, Hochachka PW, Weinstein B (1980) Alanopine and strombine are novel imino acids produced by a dehydrogenase found in the adductor muscle of the oyster,Crassostrea gigas. Arch Biochem Biophys 201:110–114 Forcman RA, Ellington WR (1981) Energy metabolism in the anoxic oyster ventricle. Fed Proc (in press) Gäde G (1980a) Biological role of octopine formation in marine molluscs. Mar Biol Lett 1:121–135 Gäde G (1980b) The energy metabolism of the foot muscle of the jumping cockle,Cardium tuberculatum: sustained anoxia sersus muscular activity. J Comp Physiol 137:177–182 Gäde G, Weeda W, Gabbot PA (1978) Changes in the level of octopine during the escape responses of the scallop,Pecten maximus (L.). J Comp Physiol 124:121–127 Grieshaber M (1978) Breakdown and formation of high energy phosphates and octopine in the adductor muscle of the scallop,Chlamys opercularis (L.), during excape swimming and recovery. J Comp Physiol 126:269–276 Grieshaber M, Gäde G (1976a) An enzymatic method for the estimation of octopine. Anal Biochem 74:600–603 Grieshaber M, Gäde G (1976b) The biological role of octopine in the squid,Loligo vulgaris (Lamarck). J Comp Physiol 108:225–232 Grieshaber M, Gäde G (1976c) Die biologische Bedeutung des Octopins bei Mollusken. Verh Dtsch Zool Ges Hamburg, 222 Grieshaber M, Gäde G (1977) Energy supply and the formation of octopine in the adductor muscle of the scallop,Pecten jacobaeus (Lamarck). Comp Biochem Physiol 58B:249–252 Hill RB (1958) The effects of certain neurohumors and of other drugs on the ventricle and radula protractor ofBusycon canaliculatum andStrombus gigas. Biol Bull 155:471–482 Jamieson DD, Rome P de (1979) Energy metabolism of the heart of the molluscTapes watlingi. Comp Biochem Physiol 63B:399–405 Koorman R, Grieshaber M (1980) Investigations on the energy metabolism and on octopine formation of the common whelk,Buccinum undatum L. during escape and recovery. Comp Biochem Physiol 65B:543–547 Lowry OH, Passonneau JV (1972) A flexible system of enzymatic analysis. Academic Press, New York Opie LH, Newsholme EA (1967) The activities of fructose-1,6-diphosphatase, phosphofructokinase and phosphoenolpyruvate carboxykinase in white muscle and red muscle. Biochem J 103:391–399 Sokal RR, Rohlf FJ (1973) Introduction to biostatistics. Freeman, San Francisco Taylor AC (1976) The cardiac responses to shell opening and closure in the bivalveArctica islandica. J Mar Biol Assoc UK 64:751–759 Wieser W (1978) The initial stage of anaerobic metabolism in the snail,Helix pomatia L. FEBS Lett 95:375–378 Wieser W (1980) Metabolic end products in three species of marine gastropods. J Mar Biol Assoc UK 80:175–180 Williamson DH (1974a)l-Alanine-Determination with alanine dehydrogenase. In: Bergmeyer HU (ed) Methods of enzymatic analysis, vol 4. Academic Press, New York, pp 1679–1682 Williamson JR (1974b) Succinate. In: Bergmeyer HV (ed) Methods of enzymatic analysis, vol 3. Academic Press, New York, pp 1616–1621 Williamson JR, Corkey BE (1969) Assays of intermediates of the citric acid cycle by fluorometric enzyme methods. In: Lowenstein J (ed) Methods in enzymology, vol 13. Academic Press, New York, pp 434–513 Zammit VA, Newsholme EA (1976) The maximum activities of hexokinase, phosphorylase, phosphofructokinase, glycerolphosphate dehydrogenase, lactate dehydrogenase, octopine dehydrogenase, phosphoenolpyruvate carboxykinase, nucleoside diphosphate kinase, glutamate-oxaloacetate transminase in relation to carboydrate utilization in muscles from marine invertebrates. Biochem J 160:447–462 Zwaan A de (1977) Anaerobic energy metabolism in bivalve molluscs. Oceanogr Mar Biol Ann Rev 15:103–187