Stofwisselingsonderdrukking bij vissen, een overzichtsartikel

Vergelijkbare documenten
Een manier am extreme milieucondities te overleven Stofwisselingsonderdrukking bij vissen

hoofdstuk 2-4 hoofdstuk 2

Dolphin V4. Functie knoppen De schermen Werkingsinstructies. Batterijen installatie:

.-.. IBLfOTHEEK. j anuar i

Pacing in de Revalidatie Hoe gaan mensen om met vermoeidheid?

Bepaling van het Biochemisch Zuurstofverbruik (BZV) in oppervlaktewater

DORMANCY BEPALING AARDBEI

Topchefs bereiden nieuwe duurzame vis gekweekt in Leuven Dagkrant K.U.Leuven

Proef door een scholier 2550 woorden 19 juni keer beoordeeld. Hart; autonome slimheid. Pagina 1 van 10

Energie systemen v/h lichaam. Door: Theo Baks, Hennie Lensink

Microalgen: van belofte naar een duurzaam industrieel proces

De computerhandleiding bestaat uit de volgende hoofdstukken:

Aanmeldingsformulier voor proeven met gewervelde dieren.

University of Groningen. Chronic stress parameters in pigs de Jong, Ingrid

De computerhandleiding bestaat uit de onderdelen: Knopfuncties De schermen Het selecteren en instellen van de programma s -1-

Glucose in beweging door beweging. Yvonne Krul internist in opleiding

Encounters with Oxygen. Aerobic Physiology and H2O2 Production of Lactobacillus johnsonii R.Y. Hertzberger

Het hoofd en het hart. F.C. Visser Stichting CardioZorg Amsterdam

afbeelding 1 Aquaponics: planten kweken op vissenpoep Een nieuwe duurzame manier om voedsel te produceren!

Effect van PCB's op de energiekosten van migratie en bloedparameters van Europese aal

Samenvatting SAMENVATTING

Energiebehoefte voor onderhoud bij vleesvarkens

Samenvatting Biologie Hoofdstuk 1 Stofwisseling

Dit systeem is ontworpen voor een loopband. De handleiding bestaat uit de volgende hoofdstukken:

ONDERWIJS & ONDERZOEK

Vervanging van vismeel door plantaardige eiwitten in visvoer

Samenvatting. Samenvatting

Cover Page. The handle holds various files of this Leiden University dissertation.

OVERLEVEN MET STRESS -een meer dan fysiologische analyse- A.D.F. Addink. Rede uitgesproken door

Eindexamen biologie vwo 2005-I

LDT-8850 Computerhandleiding

Organische vracht continue on-line bewaken. Peter-Jan van Oene, 8 november 2011, nieuwegein

NEDERLANDSE SAMENVATTING

Lonneke Bevers - Activity of endothelial nitric oxide synthase: substrates, modulators and products SAMENVATTING VATTING SAMEN-

SAMENVATTING. 140 Samenvatting

met andere modellen voor gas- en substraatdiffusie zijn zeer waardevol voor het bestuderen van de aërobe microbiële activiteit in bodems.

Hoorcollege Tractus circulatorius II. Dirk Geurts

Behandeling van slachtoffers van mestongevallen

Vrijdag 19 augustus, uur

RVP goes green. Hoe springt de RVP om met energie? juin 8, Rijksdienst voor Pensioenen ~

Bovenstaande computer is ontworpen voor elliptical trainers en wordt geïntroduceerd met de volgende functies:

Kort door de bocht, kunnen we zeggen dat eendenkroos vier dingen nodig heeft om te groeien: dat is water, zonlicht, warmte en nutriënten.

Praktische opdracht. klas 2 atheneum

Compenseer de drukverschillen van de lucht wanneer op verschillende hoogten wordt gemeten

Nederlandse samenvatting

Circadiane ritmiek. Circadiane plasticiteit. Hoofdstuk 2


Samenvatting Biologie Samenvatting hoofdstuk 1 bvj

Het Zwevende Bord. TNO-rapport TNO 2012 R Van Mourik Broekmanweg XE Delft Postbus AA Delft.

PrestatieTest. De eerste stappen naar betere prestaties.

Hittestress op de werkplek

4. Wanneer zal de woningbehoefte even hard groeien als de woningvoorraad? Antwoord. Na 6 jaar.

Bloedvolume. Biofeedback Systeem HEMO CONTROL. Bloedvolume meting. Bloedvolume meting. Het totaal aan circulerend volume in de vaten

Laat die hersenen maar stomen op vis!

HEBBEN WE AQUACULTUUR NODIG? HET EINDE VAN JACHT OP VIS

Voedingsleer. Waar gaat deze kaart over? Wat wordt er van je verwacht? Voedingsleer en het plantenrijk

Welzijn van vissen tijdens de productie: de case Afrikaanse meerval

Nederlandse samenvatting

Samenvatting en Conclusie 165

Computerhandleiding Proteus PEC-7588

Samenvatting. Chapter 8

Multi-Omics Analyses of the Molecular Physiology and Biotechnology of Escherichia Coli and Synechocystis sp. PCC6803 O. Borirak

Samenvatting 95 SAMENVATTING

Spierdoorbloeding bij patiënten met RSI: Een oorzaak voor RSI?

( ) -grafiek. blijkt dat de richtingscoëfficiënt: θ 1

Samenvatting Biologie De samenhang tussen spieren en bloeddruk

ADDENDUM. Nederlandse Samenvatting

Endothermie komt alleen bij grote vissoorten voor. verhouding, ongunstig is om endotherm te zijn.

Celtesten voor de risicobeoordeling van giftige stoffen in water

SAMENVATTING Technische mengsels van vetoplosbare polychloorbifenylen (PCBs) zijn gebruikt als vloeistof in transformatoren, condensatoren en als

Samenvatting (Dutch summary) Efficiëntie in cyclische sporten: de onderliggende aannames onderzocht

Wageningen IMARES. Viskweek voor voedselproductie: welzijn issues. Hans van de Vis

Gebruiksaanwijzing. Proteus EEC-7088 Crosstrainer. Gemaakt door: -1-

In het standaardscherm kunt u op de UP knop drukken om langs de. CONTROL, USER en WATT CONTROL te lopen om vervolgens een programma te selecteren.

Energiewinst door toepassing van DCA in vergelijking met ULO

WAT BIED BORALIT AAN?

Elektrificeren van erfwerkzaamheden op een melkveebedrijf

Regulation of pyruvate catabolism in Escherichia coli: the role of redox environment

SLOGANS & MEGATRENDS. Duurzaam ondernemen. Recycling. Cradle to grave. Bioplastics. Greenhouse gas emissions

Nieuwsbrief voor ouders. Universiteit van Amsterdam. De sociale ontwikkeling van kinderen. Amsterdam, april 2012, jaargang 5, nr.

Antwoorden Biologie Deel 2: 10.1 en 10.2

Longitudinal Driving Behaviour At Incidents And The Influence Of Emotions. Raymond Hoogendoorn

Integrated Management System

LED LIGHTING FOR COLD STORAGE

Samenvattingen. Samenvatting Thema 1: Stofwisseling. Basisstof 1. Organische stoffen:

Ergometrie: interpretatie. Strategie. Volgorde. Fietsergometrie: Interpretatie op Tijdbasis. Waarom alle variabelen als functie van de tijd?

Productie kweekvis,

Samenvatting -NL. Lung emphysema induced by cigarette smoke - Studies in mice

De termen aeroob en anaeroob worden door sporters veel gebruikt. Maar wat is aeroob en anaeroob? Welke energiesystemen heb je?

Rapport: Fruitmix (mango/avocado) als voeder voor BSF larven. Thomas Spranghers VIVES

NEDERLANDSE SAMENVATTING

ANTWOORDENBUNDEL TEST 2 15 APRIL, 2010

Reis door het Nephron. Hilde de Geus

Transport van Ratten, effecten van een Black Box

Berekening hartslagzones

Tentoonstelling Mijn Lichaam Opdracht 01 I De beenderen

Energiebesparing systeemgrenzen en referentie systeem ir. Martin F.G. van der Jagt dec 2013 Apeldoorn. Inleiding

Energy Control Rijnkade GT Weesp Telefoon: Mail: Informatie Fysiologische rustmetingen

NRK Masterclass Deel 2

Transcriptie:

CAP T A SELECTA Stofwisselingsonderdrukking bij vissen, een overzichtsartikel Or./r. Vincent van Ginneken, Bi%gie, Universiteit Leiden. Indien bepaalde commerciele vissoorten uit de aquacultuur zoals de Europese paling of tilapia onder condities van lage zuurstof komen kunnen ze hun energieverbruik naar beneden reguleren om op deze manier energie te besparen en het ophopen van afvalstoffen (melkzuur) uit de anaerobe stofwisseling tegen te gaan. De gewone karper kan zijn stofwisseling niet naar beneden reguleren. Hoe kan dit nu? Onderzoek met kleine ingebouwde zendertjes om de hartslag te meten met gelijktijdige meting van de warmteproductie laat zien dat bepaalde vissoorten de stofwisselingssnelheid naar beneden sturen via regulatie van de hartslagfrequentie. Het bereiken van een soort winterslaap kan dus mogelijk bereikt worden uit het centraal zenuwstelsel via een regulatie via de hartslagfrequentie. Directe warmteproductiemetingen bij vissen is technisch zeer moeilijk omdat de lichaamstemperatuur van vissen nagenoeg gelijk is aan die van het omringende water. Verder heeft het medium water een grote specifieke warmtecapaciteit en is daarom ongevoelig voor temperatuurveranderingen. Verder willen we experimenten over enkele dagen uitvoeren zodat de vissen zich kunnen herstellen van de hanteerstress. Daarom wordt een 'tweeling'-detectie, Setaram-doorstroom-calorimeter gebruikt. Om lichaamstemperaturen van vissen tot 1Q-4 Cte kunnen meten hebben we een referentie- en meetvat, het zogenaamde 'tweeling'-detectie systeem. Beide vaten zitten in hetzelfde calorimeterblok en zullen dus in dezelfde mate onderhevig zijn aan temperatuursveranderingen. Nemen we nu het verschilsignaal dan krijgen we een sta- 18 biele basislijn (figuur 1). Het water kan varierend tussen de 40 ml/min (biomassa vis in vat 20-40 g) tot 100 ml/min (biomassa vis in vat tot 120 g) in de vaten worden geleid waarbij verse zuurstof wordt aangevoerd en afvalproducten (ammoniak, CO) worden afgevoerd. Een LKB-microcalorimeter is voor de eigelijke Setaram-calorimeter geplaatst om het instromende water te stabiliseren. Stofwisselingsonderdrukking is soortafhankelijk en flexibel Allereerst is stofwisselingsonderdrukking vissoort specifiek. In figuur 2 zien we 50% stofwisselingsonderdrukking in tilapia onder extreme lage zuurstof (hypoxie) terwijl in figuur 3 een experiment te zien is met een karper van 48 gram waarbij geen stofwisselingsonderdrukking optreed bij extreme hypoxie. 112004 AQUA o~c; '~

t\.. o Figuur 1 24 Time (h) 4 30r------r-----================~=== 120 25 100 S E,~ Q) ~ 3 0 ;;:: a; Q) I 20 -- 15 5 80 cf!., ~ c o 'Vi 60 2 c Q) -------------fw---+- ----- 4D g ------ - ~[:-:-j---- - --- 20!:I::!:::: to~--~~~~2~4~--------~4~8----------~----~~~ig;:~ii~ij-.--~~jl--~0 72 96 120 Time in hours Figuur 2 19

Een tweede karakteristiek is dat stofwisselingsonderdrukking flexibel is. Direct afhankelijk van het aanbod van zuurstof. In goudvis werd een warmteproduct ie van 700, 181,290 en 335 Joule/uurl kg 0.85 gevonden bij normoxia (100% zuurstof), anoxia (geen zuurstof), 5% en 10% zuurstofaanbod. Dus de vissen kunnen hun stofwisselingssnelheid reguleren afhankelijk van de hoeveelheid beschikbare zuurstof. Stofwisselingsonderdrukking wordt niet bepaa/d door een beperking van de externe activiteit De standaard metabole snelheid (SMR), vergelijkbaar met basale stofwisselingssnelheid in zoogdieren zijn de minimale energiekosten van een organisme om in leven te blijven. Gaat een dier beneden deze waarde dan hebben we te maken m et stofwisselingsonderdrukking. Om te meten of dit proces niet veroorzaakt werd door een reductie van de bewegingsactiviteit hebben we de beweging van het dier in het vat gemeten met een Noldus-video-analyse systeem. ledere seconde werden twee videobeelden van de vis in het calorimetervat genomen en werden deze van elka ar afgetrokken. Het verschil beeld (C) laat de externe activiteit van het dier zien, vinbewegingen en bewegingen met het lichaam (figuur 4). Tegelijkertijd werd de betreffende Tilapia in het calorimetervat (N=5, vijf individuele experimenten) aan extreme hypoxie (5% Air Saturation) blootgesteld waarbij het dier een 50% stofwisselingson- Heat-production Heat Production of Heart-rate frequency CONDITION (Joule/hourl 100 9 fish). normoxic situa-tion (&). (beats/minute)(n=5) (N=5) (in %)(N=5) Normoxia= 24 hours Hypoxia-40% =>1 hour Hypoxia-20% Hypoxia-10% 162.4 ± 22.2 100 34.3 ± 9.5 150.1 ± 15.2 94.1 ± 17.5 25.6 ± 5.8 133.2 ± 19.3 84.2 ± 21.1 22.4 ± 3.6 * 108.2±16.8 ** 68.5 ± 18.2 ** 13.5 ± 7.9 ** -- (n -1-1 -t-- -- -- \ Hypoxia-3 86.6 ± 23.6 *** 55.0 ± 18.4 *** 9.2 ± 5.5 *** ~ -'-- Tabel 1 :Warmteproductie, zuurstofconsumptie en hartslagfrequentie (gemiddelde ± standaarddeviati e) v. zuurstofcondities (hypoxie) bij 20 0 C. De oxycalorische waarde (Iaatste kolom) is de ratio tussen w armtf ~p rc 440 kj/mol. fen ratio van 678 kj/mol bij 3 % hypoxie geeft aan dat er, ondanks de 45% stofw isslingsg 'nde name van de anaerobe stofwisseling. Normoxia versus hypoxia: * betekent P < 0.05, ** betekent P < 0.01, *** betekent P < 0.001 20

derdrukking vertoonde. De bewegingsactiviteit was op dit 5% AS hypoxieniveau gelijk aan normoxie (100% AS). Hieruit kunnen we concluderen dat stofwisselingsonderdrukking niet veroorzaakt wordt door een reductie van de externe bewegingsactiviteit maar een oorzaak heeft in het dier zelf. Stofwisselingsonderdrukking wordt veroorzaakt door een reductie van de bloeddoorstroming Er bestaat een hypothese 'de Coulsonbloeddoorstromingstheorie' die stelt dat de ruststofwisselingssnelheid (SMR) bepaald wordt door de bloeddoorstroming. Dit is ook logisch omdat de individuele cellen 'gevoed' worden door nutrienten zuurstof, hormonen etc. die via het bloed worden aangevoerd. Om onderzoek te doen naar de bloeddoorstroming hebben we in goudvissen kleine zendertjes van 3 gram ingebouwd om de hartslagfrequentie te bepalen (figuur 6). Uit deze parameter krijgen we een indruk van de bloeddoorstroming. In dit technisch vrij ingewikkelde experiment vonden we een directe correlatie tussen hartslagfrequentie en mate van stofwisselingsonderdrukking (tabel 1). Deze gegevens ondersteunen onze initiele hypothese dat een reductie van de bloeddoorstroming ten grondslag ligt aan de geobserveerde stofwisselingsonderdrukking. Oxygen consumption mmoio/hour/100 9 fish) (N=5) Oxycaloric Equivalent (kj/mol) (N=5) 0.38 ± 0.04 432.8 ± 63.5 0.35±0.10 444.5 ± 99.6 0.28 ± 0.07 * 479.9 ± 63.2 0.22 ± 0.05 ** 491.6 ± 61.7 0.14 ± 0.06 *** 677.8 ± 204.3 * van 5 individuele goudvissen blootgesteld aan lage )roductie en zuurstofverbruik en ligt normaal rand de derdrukking, een warmteproductie is door een toe- Literatuur V.J.T. van Ginneken, Metabolic Depression in fish, a review. Physiological Zoology 2004, submitted. V.J.T. van Ginneken, P. Snelderwaard, R. an der Linden, N. van der Reijden, G.E.E.J.M. van den Thiliart, K. Kramer (2004). Coupling of heart rate with metabolic depression in fish: a radiotelemetric and calorimetric study. Thermochim.Acta 414:1-10. 21

Heat-production Heat Production of Heart-rate frequency Oxygen consumption Oxycaloric Equiv CONDITION (Joule/hourl 100 g fish). normoxic situa-tion (&). (beats/minute)(n=5) (mmoio/hour/100 g fish) (kj/mol) (N=! (N=5) (in %)(N=5) (N=5) Normoxia= 24 hours 162.4 ± 22.2 100 34.3 ± 9.5 0.38 ± 0.04 432.8 ± 63.~. Hypoxia-40% =>1 hour 150.1 ± 15.2 94.1 ± 17.5 25.6 ± 5.8 0.35±0.10 444.5 ± 99.1 Hypoxia-20% 133.2±19.3 84.2 ± 21.1 22.4 ± 3.6 * 0.28 ± 0.07 * 479.9 ± 63.: Hypoxia-10% 108.2 ± 16.8 ** 68.5 ± 18.2 ** 13.5 ± 7.9 ** 0.22 ± 0.05 ** 491.6 ± 61." l Hypoxia-3 86.6 ± 23.6 *** 55.0 ± 18.4 *** 9.2 ± 5.5 *** I ~ 0.14 ± 0.06 *** 677.8 ± 204.2 --- Tabel 1 :Warmteproductie, zuurstofconsumptie en hartslagfrequentie (gemiddelde ± standaarddeviati,e) van 5 individuele goudvissen blootgesteld c zuurstofcondities (hypoxie) bij 20 0 C. De oxycalorische waarde (/aatste kolom) is de ratio tussen warmtl ;productie en zuurstofverbruik en ligt normaal 440 kj/mol. fen ratio van 678 kj/mol bij 3% hypoxie geeft aan dat er, ondanks de 45% stofwisslingsc'nderdrukking, een warmteproductie is door f name van de anaerobe stofwisseling. Normoxia versus hypoxia: * betekent P < 0.05, ** betekent P < 0.01, *** betekent P < 0.001 20 1/2004 AQUAo~ot~ AQUAo~ot~ 1/2004

Figuur 3 Figuur4 22 1/2004 AQUA o~ot-:.:;:-