Seasonal changes in adenylate energy metabolism in the muscle and liver of the redear sunfish, Lepomis microlophus

Changements saisonniers du métabolisme des adénylates du muscle et du foie du poisson Lepomis microlophus

Department of Biology, Canisius College, Buffalo, N.Y. 14208, U.S.A

Received: 15 November 1991
Accepted: 12 June 1992

Abstract

Levels of muscle and liver adenylates, phosphocreatine (PCr), total adenylates (TA) and the adenylate energy charge (AEC) exhibited significant seasonal changes. Fish size and condition factors were significantly different throughout this study; however there were no correlations between fish size or condition factor and metabolite levels. Muscle adenosine triphosphate (ATP), TA and AEC were lowest in winter and positively correlated with temperature; while adenosine diphosphate (ADP) and adenosine monophosphate (AMP) levels were high in winter and negatively correlated with temperature. Muscle AEC's dropped into the stressed range (0.5–0.75) during winter months. ATP/ADP ratios were lowest while PCr/ATP ratios were highest in winter months; indicating that a capacity for phosphate buffering existed and could not account for these low muscle AEC's. Liver ATP, TA, PCr, AEC, and adenylate ratios were lowest in the spring and were not correlated with temperature, but rather coincided with reproduction. Liver AEC's dropped into the lethal range (<0.5) in April; although no fish mortalities were observed. Liver AEC's were lower than muscle AEC's throughout the study. The AEC appears to have some validity as a long-term indicator of physiological status and may have application in monitoring/predictive programs due to its predictable response to seasonal change. However, cautious use is suggested until temperature effects on adenylate metabolism and seasonal effects on metabolic recovery following capture stress can be established.

Résumé

Les adénylates du foie et du muscle, la phosphocréatine (PCr), les adénylates totaux (TA) et la charge énergétique adénylique (AEC) varient de façon significative en fonction de la saison. Les tailles des poissons et les facteurs de condition sont significativement différents tout au long de cette étude; cependant il n'y avait pas de corrélation entre la taille du poisson ou le facteur de condition et la valeur des métabolites. L'adénosine triphosphate du muscle (ATP), TA et AEC étaient les plus bas en hiver et corrélés positivement avec la température; tandis que les valeurs de l'adénosine diphosphate (ADP) et de l'adénosine monophosphate (AMP) étaient élevées en hiver et corrélées négativement avec la température. L'AEC du muscle tombe dans une gamme limite (0,50–0,75) durant les mois d'hiver. Les rapports ATP/ADP étaient les plus bas tandis que les taux PCr/ATP étaient les plus élevés en hiver, indiquant qu'une capacité de tampon-phosphate existait et n'expliquait pas les faibles valeurs de l'AEC. Les ATP, TA et PCr du foie et les taux en adénylates étaient les plus faibles au printemps et n'étaient pas corrélés avec la température mais coïncidaient plutôt avec la reproduction. En avril, les AEC du foie atteignaient une zone létale (<0,5), bien qu'aucune mortalité de poissons n'ait été observée. Les AEC du foie étaient toujours inférieurs à ceux du muscle tout au long de cette étude. L'AEC semble avoir une certaine validité comme indicateur de l'état physiologique et peut s'appliquer éventuellement dans des programmes de surveillance ou de prévision, grâce à sa réponse prédictible à un changement de saison. Cependant, une utilisation prudente est suggérée tant que les effets de la température sur le métabolisme adénylique et les effets de la saison sur le métabolisme de récupération suivant le stress de capture ne peuvent être confirmés.