Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Биологические основы воспроизводства осетровых и качество их икры 8
1.1. Состояние осетрового стада в важнейших бассейнах России 8
1.2. Влияние факторов окружающей среды на состояние производителей и репродуктивную систему 14
1.3. Промышленное воспроизводство и оценка качества икры осетровых 22
1.4. Традиционные методы оценки производителей и икры, получаемой от них 24
1.5. Перспективные методы оценки рыбоводного качества икры. 31
1.6. Распределение липидов в организме рыб 39
1.6.1 Возрастные и сезонные изменения содержания липидов в организме рыб 41
1.6.2 Основные факторы, влияющие на состав липидов в организме производителей и в созревшей икре 44
ГЛАВА 2. Материал и методы исследований 51
2.1. Исследование раннего онтогенеза севрюги и бестера 51
2.2. Аналитические методы исследований 54
2.3. Статистические методы оценки качества икры 57
ГЛАВА 3. Результаты инкубации икры севрюги и бестера в зависимости от биохимического состава 59
ГЛАВА 4. Обсуждение результатов 95
Заключение 101
Основные выводы 104
Практические
- Влияние факторов окружающей среды на состояние производителей и репродуктивную систему
- Традиционные методы оценки производителей и икры, получаемой от них
- Основные факторы, влияющие на состав липидов в организме производителей и в созревшей икре
- Статистические методы оценки качества икры
Введение к работе
Актуальность проблемы. Одним, из ценных объектов биологических ресурсов водоемов являются осетровые рыбы. Однако, современное состояние запасов в различных водоемах, в т. ч. Азовском море, характеризуется значительным сокращением численности популяций, особенно нерестовой части стада. В последние годы возникла проблема заготовки производителей осетровых рыб для искусственного воспроизводства. Следует отметить, что естественное размножение осетровых рыб в бассейне Азовского моря крайне ограничено из-за гидростроительства, которое привело практически к полной потере нерестилищ.
В связи с этим, главное значение в поддержании и увеличении численности популяций осетровых и сохранения их биологического разнообразия имеет искусственное воспроизводство. Немаловажное значение отводится товарному осетроводству, одной из задач которого является формирование генетических коллекций и ремонтно-маточных стад, разработка научно обоснованных и экономически рентабельных технологий по их содержанию, кормлению и т. д. с целью получения качественных половых продуктов.
В настоящее время, несмотря на улучшение токсикологической ситуации Азовского моря, икра осетровых рыб не всегда удовлетворяет рыбоводно-биологическим требованиям, что. приводит к повышенным отходам при инкубации и, соответственно, увеличению производственных затрат.
В последние десятилетия на осетровых заводах не только Азовского, но и Каспийского бассейна, как правило, при отсутствии явных отклонений от общего биохимического состава икры и соблюдении технологии инкубации отмечается значительное снижение выхода предличинок и личинок осетровых по сравнению с нормативами (Временные биотехнические нормативы, 1986).
При этом теряется ценный и дорогостоящий продукт, который при своевременном изъятии из технологического процесса может быть использован в пищу.
Таким образом, искусственное воспроизводство рыб, в том числе осетровых, требует особого внимания к качеству икры, определяющему эффективность биотехнологии воспроизводства, а так же эффективным критериям оценки физиологического состояния гонад. Так, предложенная ранее оценка икры по физиологическому состоянию производителей, в частности, гематологическим показателям, и уровню белка в икринке (Милыытейн, 1972; Ба-денко, 1979; Дорошева, 1983; Временные биотехнические нормативы, 1986), в настоящее время не в полной мере отражает ее рыбоводные качества, что, вероятно, вызвано усилением антропогенного влияния на экосистему водоемов в целом и на рыб, особенно бентосных, в частности.
В последнее десятилетие все большее внимание уделяется липидному составу икры, как наиболее лабильной системе, чутко реагирующей на сво-боднорадикальные процессы в организме (Абросимова и др., 1998; Абросимова, Хлебнова, 2002).
Показано, что результаты инкубации икры и качество молоди осетровых в значительной степени определяется количественным соотношением липидов. Однако, эти исследования фрагментарны и не отвечают целям и задачам оценки физиологического состояния икры осетровых рыб.
В то же время знание взаимосвязи физиолого-биохимического статуса икры с рыбоводным качеством позволит определить стратегию и тактику осетрового хозяйства, разработать ресурсосберегающие технологии, успешно пополнять полноценной молодью естественные водоемы.
Цель и задачи исследования. Цель данной работы — разработать адекватные в современных условиях критерии оценки рыбоводного качества икры для оперативного прогнозирования и повышения эффективности воспроизводства осетровых рыб.
Для выполнения поставленной цели необходимо было решить ряд задач:
— определить индивидуально от каждой самки процент оплодотворения и выход предличинок севрюги и бестера;
— изучить биохимический состав икры (влага, белок, жир, сумма минеральных веществ) и оценить зависимость оплодотворяемости икры и выхода предличинок от данных показателей;
— исследовать фракционный состав общих липидов и фосфолипидов и изучить зависимость рыбоводных качеств икры от ее липидного состава;
— выявить наиболее значимые показатели биохимического состава икры, определяющие ее рыбоводные качества;
— разработать методы прогнозирования рыбоводного качества икры бестера и севрюги по ее липидному составу;
— провести сравнительный анализ эффективности прогноза между разработанным и существующим методом по уровню белка в икринке.
Научная новизна. Впервые выявлена зависимость между процентом оплодотворения и выхода предличинок севрюги и бестера и липидным составом неоплодотворенной икры.
Впервые показано, что отношение фосфолипидов к общим липидам в неоплодотворснной икре является наиболее информативным показателем при оценке процента оплодотворения икры и выхода предличинок севрюги и бестера.
Кроме того, установлено, что оплодотворяемость икры севрюги и бестера сильно взаимосвязана с уровнем фосфолипидов, фосфатидилхолинов, моноацилглицеринов и диацилглицеринов, а выход предличинок определяется уровнем фосфолипидов, фосфатидилхолина, эфиров холестерина и ли-зофосфатидилхолинов. Специфичной для выхода предличинок бестера является зависимость этого показателя от уровня холестерина в неоплодотворенной икре, а севрюги — от уровня моноацилглицеринов, диацилглицеринов и фосфатидилэтаноламинов.
Показано, что оценка рыбоводного качества икры у осетровых по составу общих липидов и фосфолипидов в современных условиях более адекватна по сравнению с подобной оценкой по количеству белка в икринке, которая использовалась до настоящего времени.
Практическое значение. Результаты диссертационной работы позволяют дифференцировать икру по рыбоводному качеству.
Инкубация икры хорошего качества позволит интенсифицировать процесс искусственного разведения осетровых за счет увеличения выхода пред-личинок и получение более жизнеспособной молоди.
Икра, изъятая из технологического процесса, но удовлетворяющая ГОСТам для рыбных продуктов, может быть использована в пищевых целях.
Своевременное изъятие рыбоводно-непрлноценной икры даст возможность снизить непроизводительные расходы на инкубацию икры.
Апробация работы. Основные положения и материалы диссертационной работы представлены в докладах и публикациях: 3-й Международной научно-практической конференции «Аквакультура осетровых рыб: достижения и перспективы развития» (Астрахань, 2004), 10-й Всероссийской научной конференции студентов-физиков и молодых ученых (Екатеринбург, 2004), 5-й Международной конференции молодых ученых, и студентов «Актуальные проблемы современной науки» (Самара, 2004), межвузовской конференции «Научные подходы к решению проблем производства продуктов питания» (Ростов-на-Дону, 2004), 7-й Международной научно-практической конференции «Экономика, экология и общество России в 21-м столетии» (Санкт-Петербург, 2005), межвузовской конференции «Наука, техника и образование: проблемы изучения» (Ростов-на-Дону, 2006). Кроме того, материалы диссертации докладывались на заседании кафедры «Водные ресурсы и аквакультура» и на ученых советах филиала ГОУВПО Московского государственного университета технологии и управления в г. Ростове-на-Дону.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 работ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, выводов, и списка литературы. Работа изложена на 129 страницах машинописного текста, содержит 24 таблицы и 30 рисунков. Список литературы включает 174 наименования, из них 34 на иностранных языках.
Влияние факторов окружающей среды на состояние производителей и репродуктивную систему
Изменения численности и структуры популяций азовских осетра и севрюги сопровождаются глубокими негативными деформациями. Достаточно отметить, что лишь 30 % половозрелых особей сохраняют свойства нерестовых мигрантов, а остальные 2/3 остаются в море (потеря «хоминга»), резор-бируют половые продукты с большей долей вероятности полной утраты способности к воспроизводству (Лукьяненко, 1997; Корниенко и др., 1998).
Одни и те же функциональные изменения наблюдаются как для рыб, инкубированных искусственно, так и у «естественных» рыб (Макаров и др., 1998).Таким образом, состояние осетровых определяется не способом их воспроизводства, а состоянием окружающей среды.
Наибольшую угрозу для осетровых рыб представляет тотальное загрязнение водоемов промышленными, сельскохозяйственными и бытовыми стоками. В наибольшей мере загрязнение опасно для Азовского моря ввиду его небольших размеров и мелководности (Воловик, Чихачев, 1998). Одним из важнейших факторов, определяющих степень влияния токсикантов на физиологическое состояние рыб, является продолжительность воздействия. Даже при малых концентрациях, но постоянном присутствии химических агентов в воде, организм накапливает яды до величин, превышающих предельно допустимые концентрации. Поэтому наиболее опасны такие устойчивые вещества как хлорорганические пестициды (ХОП), поли-хлордиоксины, соединения тяжелых металлов. Эта обстановка особенна неблагоприятна для рыб с длинным жизненным циклом. Осетровые, питающиеся загрязненными токсикантами донными кормовыми объектами, являются уязвимыми звеньями морской ихтиофауны (Головин, 1990). Период полураспада и выведения пестицидов (так же, как и тяжелых металлов) в природных условиях составляет несколько десятилетий (Макаров, Семенов, 1996, 1997). Отмечается, что самки накапливают загрязняющие вещества в большей степени, чем самцы.
Соли тяжелых металлов (Mn, Ni, Cr, Zn, Hg, Ag, Cd, Pb, Fe, Cu) — наиболее распространенная группа высокотоксичных и долго сохраняющихся веществ. Наиболее опасны для рыб соли кадмия, меди, ртути, свинца, цинка, серебра и трехвалентного хрома (Метелев, 1971). Под действие солей тяжелых металлов на жабрах и икре рыб выпадают нерастворимые гидроокиси, что приводит к гибели икры и рыбы. Кроме того, ряд тяжелых металлов обладает специфическим токсическим действием, однако практически всегда они в первую очередь поражают органы дыхания рыб. Токсические вещества проникают в организм рыб, прежде всего через жаберный аппарат. Это приводит к набуханию респиративного эпителия: слизистые клетки гипертрофируются, нарушаются сосуды, разрастается многослойный плоский эпителий. Так же под действием тяжелых металлов у осетровых нарушается жировой обмен и кровообращение, происходит подавление окислительных процессов, что ведет к деградации мышечной ткани. Вместо нее образуются вакуоли и полости, заполненные коллагеновыми волокнами, иногда полуразрушенными. Тяжелые металлы влияют и на репродуктивную систему: отмечается резорбция ооцитов, жировое перерождение гонад, встречаются особи с тотальным их перерождением. У самцов наблюдается замещение семенных канальцев соединительными элементами, развивается гермафродитизм (Акимова, Руман, 1992, 1997; Ложичевская и др. 1997, 1998, 2000, 2002). У особей с резорбцией гонад содержание в этих железах свинца в четыре раза превышает ПДК, пестицидов — в два раза. В печени отмечалось повышенное содержание ртути и меди (Саенко, 1997).
Исследования содержания тяжелых металлов в воде и донных отложениях Азовского моря ведется с 60-х годов. Результаты измерений однозначно свидетельствовали о росте загрязнения тяжелыми металлами моря к концу 80-х годов (Александрова, 2000; Корпакова и др., 2002). С 1991 года ситуация улучшилась и появилась тенденция к снижению концентрации тяжелых металлов в морской воде и донных отложениях. Уже к 1994—1995 гг. содержания большинства исследуемых металлов не превышало установленных рыбохозяйственных нормативов. Исключение составили ртуть, медь и железо. Весной 1996 г. содержание ртути в Таганрогском заливе превышало ПДК в 2,7—3,1 раза, и в море — в 3,3—3,9 раз. Повышение ПДК по железу отмечалось в Таганрогском заливе и северных районах моря. Отклонение содержания меди от рыбохозяйственных норм было 1,1—1,4 ПДК. В донных отложениях уменьшалась концентрация большинства тяжелых металлов, однако в Таганрогском заливе возросло содержание кадмия (Воловик, 1997, 2000).
Основным источником пестицидного загрязнения водоемов является сток талых, дождевых и фунтовых вод с обработанных площадей. Попавшие в водоем пестициды в дальнейшем включаются в трофические цепи и круговорот веществ. На рыб пестициды действуют как нервный яд. Хроническое воздействие малых доз линдана на рыб вызывает затруднение дыхания, гли-когенолиз в печени и мышцах, гипергликемию (Жилюкине, 1982; Сарсем-баев, 1985). При более высоких концентрациях отмечены нарушения иммунной системы (Кесельман, 1998), снижение активности гипофизарного гонадотропина (Зенкевич и др., 1981). Токсичность пестицидов растет с повышением температуры (Fisher, 1991). На репродуктивный аппарат действие пестицидов схоже с действием солей тяжелых металлов.
Пик загрязненности вод Азовского моря пестицидами пришелся на 1988 год, когда их концентрация достигла 70 нг/л. В настоящее время ситуация на Азовском море улучшилась. За последние десятилетие масштабы применения пестицидов в Ростовской области уменьшились в десять раз, и более чем в пять раз — в Краснодарском крае. В результате концентрация пестицидов в морской воде уменьшилась с 40 нг/л в 1992 до 5—6 нг/л в 1997—1999 гг. (Семенов и др., 2002). В 2000 г. концентрация пестицидов в морской воде составила 7,3 нг/л, и в 2001 упала до 2,8 нг/л (4,3 нг/л в Таганрогском заливе) (Семенов и др. 2002). Однако в донных отложениях концентрация пестицидов снижается гораздо более медленными темпами с 2,3 нанограмм на грамм сухого вещества (нг/г) в 1993 до 1,4 нг/г.в 1997—1998. В 1999 году концентрация пестицидов в донных отложениях вновь повысилась .до 1,8 нг/г. В 2000 году наблюдалось дальнейшее повышение концентрации пестицидов в донных отложениях. Среднегодовая концентрация хлорорганических пестицидов (ХОП) составила 2,8 нг/л для Азовского моря (3,1 нг/л для Таганрогского залива). В 2002 году концентрация пестицидов в донных отложениях вновь вернулась к отметке 1,6 нг/г (Кузина, Шишкина, 2002).
Традиционные методы оценки производителей и икры, получаемой от них
Меры охраны естественного воспроизводства дают ожидаемые результаты только в районах, где нерестовый фонд находится в удовлетворительном состоянии и численность нерестовых стад обеспечивает необходимый уровень пополнения запаса. Поскольку в бассейне Азовского моря, как и в большинстве районов мира, эти условия нарушены, всё большее развитие получает промышленное разведение молоди и выпуск ее в естественные водоемы. В настоящее время в Азовском бассейне функционируют 8 рыбоводных заводов (ОРЗ), в т. ч. а Азово-Донском районе — 3 и в Азово-Кубан-ском — 5 суммарной проектной мощностью соответственно 9,3 и 26,1 млн. молоди в год.
С 1956 по 1968 гг. выращивание молоди осетровых осуществляли 2 донских ОРЗ (Рогожкинский и Аксайско-Донской) при соотношении видов: осетр — 56,1, севрюга — 31,8 и белуга —12,1% . В 1969—1972 гг., выпуск молоди увеличился почти в 2 раза (осетр — 41,1, севрюга — 49,6 и белуга — 9,3%) за счет введения в эксплуатацию ОРЗ «Взморье» на Дону и Темрюкского на Кубани.
В 1973—1974 гг. на Кубани были введены в строй Гривенский и Краснодарский ОРЗ, что позволило существенно повысить объем выращивания молоди. По сравнению с предыдущим периодом в 1973—1985 гг. он увеличился в 2,5 раза. Соотношение видов изменились незначительно и составило по осетру — 40,2, севрюге — 51,1, белуге — 8,7%.
С 1986 по 1998 гг. среднегодовой выпуск молоди в Азовское море уменьшился на 20—30% в основном за счет донских ОРЗ. Несколько изменилось видовое соотношение молоди. Доля осетра в общем выпуске возросла и составила 46—58%, а севрюги в 1991—1995 гг. уменьшилась до 41,9%: Удельные показатели по выпуску молоди белуги снизились до 0,4— 0,5%. С 1986 г. Азово-Кубанский район стал ведущим по воспроизводству осетровых. Промышленное воспроизводство в Азово-Кубанском районе в целом способствовало сохранению запасов осетровых рыб и существенно повлияло на их видовую и внутрипопуляционную структуру. С началом эксплуатации Гривенского и Краснодарского ОРЗ, сокращением численности производителей и сроков нерестового хода с 1973 г. для разведения наряду с кубанской использовали икру каспийской севрюги. В период 1973—1984 гг. соотношение молоди кубанской и каспийской севрюги составило 41, и 58,4%, в 1985—1990 гг. — 72,9 и 21,1% соответственно. Если до 1989 г. основным объектом воспроизводства на Кубани оставалась севрюга, то после 1990 г., вероятно, в связи с дефицитом, производителей севрюги, доля осетра возросла и составляла более 50%.
Основными причинами, обусловившими снижение результативности разведения и выращивания молоди осетровых донскими ОРЗ, были их устаревшие материально-техническая база и биотехнологии, разработанные с учетом особенностей нерестового стада 70-х годов, климатических условий и качества среды в этот период, а так же уменьшение количества производителей. Антропогенные и техногенные преобразования стока привели к постепенному изменению состава нерестовой популяции донских осетровых. Уменьшилось количество анадромных мигрантов в реке, в 8—9 раз сократилось стадо донской севрюги, производители белуги стали встречаться в единичных экземплярах. Изменилось их физиологическое состояние и, соответственно, качество гонад и половых продуктов. В результате количество выпускаемой с донских ОРЗ молоди уменьшилось в 2—5 раз по сравнению с 1973—1985 гг.
В настоящее время заводское разведение и выпуск молоди осетровых в естественные водоемы обеспечивает 81—98% промыслового запаса (Макаров и др., 1997; Макаров, Реков, 1998). Вместе с тем управляемое воспроизводство осетровых все еще недостаточно эффективно, поскольку зависит от множества факторов субъективного и объективного характера — низкой жизнестойкости выращиваемой молоди, усиливающегося дефицита самок и самцов, ухудшения физиологического состояния и, соответственно, рыбоводных качеств производителей и половых продуктов. Все это обусловило необходимость разработки мероприятий, обеспечивающих рост эффективности промышленного воспроизводства осетровых.
Учитывая резкое снижение численности производителей осетровых рыб, важное значение приобретает проблема формирования ремонтно-ма-точных стад в условиях рыбоводных заводов. Для целого ряда заводов в настоящее время это единственный способ гарантированного обеспечения икрой (Михайлова 2001, 2004; Дубов, 2004; Заделенов, 2004). Однако условия содержания осетровых на рыборазводных заводах сильно отличаются от естественных условий их обитания по солености воды, кислородному и температурному режимам, рациону питания (Семенкова, 1980; Бурцев, 1984; Пе-реверзева и др., 2004; Попова и др., 2004; Шерман и др., 2004). Безусловно, все это является стрессовыми факторами для производителей и отражается на их физиологическом состоянии.
Необычные для рыб условия существования в искусственных водоемах отрицательно сказываются на жизнестойкости потомства на ранних стадиях развития.
Производителей выдерживали 0—765 градусодней при температуре воды 12—15 градусов. За время резервации содержание белка в мышцах самок снизилась на 42%, гомогенате икры 44%, одной икринке — 52%. Одновременно с белковым истощением оплодотворяемость снизилась с 85 до 21%, выживаемость личинок — с 78 до 3% (Баденко и др., 1979).
Основные факторы, влияющие на состав липидов в организме производителей и в созревшей икре
Отмеченные значительные сезонные количественные и качественные изменения липидов рыб в значительной степени определяются сезонной динамикой температуры воды. У рыб, как и у других пойкилотермных животных, при адаптации к изменяющимся температурным условиям среды происходят значительные изменения химического состава органов и тканей, в том числе количественные и качественные изменения липидов/
В ряде работ показано, что увеличение температуры среды ведет к сии-жению степени ненасыщенности жирных кислот- Йодное число липидов карася, отражающее степень ненасыщенности жирных кислот, изменяется на 0,5 единицы при изменении температуры воды на 1. Устойчивость карася к высоким температурам зависит от содержания в мышцах отдельных жирных кислот.
Функциональное значение изменения степени насыщенности жирных кислот при изменении температуры у рыб, как и у других пойкилотермных животных, может быть связано с несколькими эффектами. Ненасыщенные жирные кислоты, по всей видимости, служат активаторами белковой части молекул мембранных липопротеидных ферментов, поэтому резкое увеличение ненасыщенности жирных кислот при снижении температуры компенсирует снижение активности ферментов без изменения их концентрации.
Однако главное функциональное значение изменения степени ненасыщенности жирных кислот состоит в поддержании устойчивости клеточных мембран. Например, смерть рыб при высоких температурах происходит из-за нарушений структуры липидов клеточных мембран. Многие жизненные процессы определяются у рыб степенью вязкости клеточных липидов, меняющейся при изменениях температуры. Чем выше ненасыщенность жирных кислот, тем ниже точка плавления липидов при той же длине цепи- Различия в температуре плавления обусловлены влиянием двойных связей на геометрию алифатических цепей. Двойные связи создают изгибы в алифатической цепи и затрудняют процесс кристаллизации. Таким образом, поддерживается «жидкое» состояние клеточных мембран и создаются нормальные условия для их функционирования.
При изменениях температуры меняется не только общая ненасыщенность липидов, но и соотношение отдельных жирных кислот. Показано, что при 15—20 в липидах жабр обыкновенного угря соотношение жирных кислот типа соЗ и жирных кислот соб составляет 0,6, а при 5—10 —2,3, т. е. оно увеличивается в 4 раза.
Помимо изменений жирнокислотного состава у рыб при температурной адаптации происходят изменения в содержании отдельных липидных фракций. Установлено, например, что при кратковременной адаптации к пониженным температурам у рыб усиливается синтез и повышается содержание фосфолипидов и холестерина в тканях и, наоборот, при адаптации к повышенным температурам их содержание снижается (Мизенко, 1979).
Стабильным содержанием фосфолипидов и холестерина.при температурной адаптации отличается лишь нервная ткань. Важная роль фосфолипидов и холестерина в процессах температурной адаптации у пойкилотермных животных подтверждается и тем фактом, что кормление рыб пищей с повышенным содержанием фосфолипидов и холестерина увеличивает их устойчивость к пониженным температурам, У большинства исследованных видов рыб, у которых отмечены незначительные сезонные колебания в содержании фосфолипидов в некоторых тканях, периоды их повышенного содержания всегда приурочены к наиболее холодному времени года.
Хорошо известно, что температура среды у рыб и других пойкилотермных животных выступает в качестве не только важнейшего экзогенного фактора, влияющего на физико-химические свойства липидов организма, но и так называемого сигнального фактора, меняющего направленность обменных процессов- Влияние температуры неоднозначно, Изменение температуры воды в определенных для каждого вида рыб интервалах обычно сдвигает соотношение жиронакопления и белкового роста. При этом оптимальные температуры для синтеза липидов у рыб несколько ниже, чем для синтеза белка, С другой стороны, увеличение или уменьшение температуры за пределы оптимальных величин замедляет или ускоряет обменные процессы и вызывает замедление, а затем и полное прекращение белкового роста и жиронакопления.
В период интенсивного нагула рыб прирост белка обеспечивается энергией диссимиляции липидов, поэтому значительного накопления запасных липидов в теле в это время обычно не происходит. Наиболее ярко эта связь обменных процессов с температурой среды проявляется у бореальных и арктических рыб (Сидоров и др., 1977). Различен жирнокислотный состав и у рыб, обитающих на разных глубинах. С увеличением гидростатического давления снижается синтез триг-лицеридов и повышается интенсивность синтеза фосфолипидов.
С возрастанием глубины и давления в местах обитания видов в запасных липидах увеличивается доля восков и снижается доля триацилглицери-нов. Биологически использование восков в качестве регулятора плавучести у глубоководных рыб, вероятно, объясняется тем, что плотность восков мало зависит от давления.
Липидный состав кормов оказывает значительное влияние на развитие рыб (Абросимов, 1992; Абросимов, Абросимова, 2004). Отсутствие или дефицит жирных кислот в пище рыб приводит к снижению роста, повышению смертности, расстройству ряда физиологических функций, церроидному перерождению печени, патологическим изменениям в структуре мышц и почек, разрушению митохондрий, обводнению тканей (Гершанович и др. 1987, Абросимова и др., 1988). Однако избыток незаменимых жирных кислот так же угнетает рост рыб (Сергеева и др., 1989).
Таким образом, липиды выполняют многообразные функции в организме рыб. Динамика их состава и содержания тесно связана с изменениями физиологического состояния рыб. Липиды играют большую роль в осуществлении адаптивных реакций на клеточном и организменном уровнях.
Изменения липидного состава икры и тканей рыб при негативном воздействии подтверждено многими исследователями.
Статистические методы оценки качества икры
Регрессионный и кластерный анализы выявили важную функциональную роль отдельных липидов в оплодотворении и дальнейшем развитии икры, определяющих количественный выход предличинок севрюги и бестера. Причем значимость липидов в эмбриональном развитии рыб имеет, по-видимому, универсальный характер, так как подтверждается нашими данными как для севрюги, выловленной из естественных мест обитания, так и бестера, выращенного в условиях интенсивной аквакультуры.
В современных экологических условиях рыбы, в том числе осетровые, испытывают значительный антропогенный пресс, что отражается на разных уровнях регуляции жизненных процессов, в том числе и на репродуктивной системе и размножении (Корниенко и др., 1997).
Исследование взаимосвязи химических и рыбоводных показателей икры бестера и севрюги выявило, что общими показателями, определяющим оп-лодотворяемость бестера и севрюги, являются уровни моноацилглицеринов, диациглицеридов, фосфолипидов, фосфатидилхолдина и отношение фосфо-липидов к общим липидам. Оплодотворяемость икры бестера так же значимо зависит от содержания лизофосфатидилхолинов и неэстерифицирован-ных жирных кислот, что, вероятно, обусловлено физиологическими особенностями гибрида.
Аналогично можно выделить ряд веществ, значимо влияющих на выход предличинок бестера и севрюги; это эфиры холестерина, лизофосфатидил-холин и фосфатидилхолин. Полученным данным можно дать следующую интерпретацию.
Эфиры холестерина являются «стратегическим запасом» свободного холестерина, который, согласно литературным данным, способен нейтрализовать бактериальные и паразитарные гематоксины (Захаров, 1967).
Увеличение содержания неэстерифицированных жирных кислот — одного из наиболее динамичных показателей состояния липиднрго обмена — свидетельствует о наличии стрессовых воздействий на организм. Избыток свободных жирных кислот является патогенетическим фактором нарушения обменных процессов, поскольку жирные кислоты легко образуют соединения со многими белками, в том числе с ферментами, являясь в таком случае ингибиторами катализируемых ими реакций. Избыточное содержание неэс-терифицированных жирных кислот в. клетке вызывает разобщение процессов тканевого дыхания и окислительного фосфорилирования (Скулачев, 1975).
Даже такие низкие концентрации ЛФХ, как 1—5 мкМ, вызывают специфические биологические эффекты. Описано сильное модулирующее влияние ЛФХ на воздействие гормонов и агонистов, проведение сигнала от которых осуществляется через определенные G-белки и активацию протеинки-назы С. Особенности механизма действия ЛФХ как вторичного посредника сильно зависят от типа клеток, их видовой принадлежности и механизма проведения сигнала конкретного агониста или гормона (Zhu et al, 2001; Ya-makawa et al., 2002; Lim et al, 2003; Han et al,2003; Murakami et al, 2004; Wang L. etal, 2005; Mehta,2005).
Физиологическое значение повышения уровня ЛФХ в тканях в настоящее время связывают с его влиянием на сократительную и расслабляющую способности гладкой мускулатуры. Ряд авторов в разные годы установили повышение уровня этого липида в сердечной мышце при экспериментальном ишемическом поражении миокарда у животных. Количественные данные колеблются в широком диапазоне, но в среднем уровень ЛФХ при ишемии возрастает в 2—3 раза (Shaikh et al, 1981; Takahashi et al, 1995; Tanaka et al, 1996 ; Hattan et al, 2000).
Исследование эффекта экзогенно-добавленного ЛФХ на изолированную сердечную мышцу показало его влияние на открывание Na+ каналов, что влечет за собой резкое изменение тонуса сердечных сокращений (Wang J. et al, 2002).
Была высказана гипотеза о связи нарушений сердечного ритма при ишемии и накоплением ЛФХ в сердечной мышце. Поскольку ритм сокраще-ний зависит от уровня ионов Са в клетках сердечной мышцы, были пред 97 приняты исследования влияния ЛФХ на кардиомиоциты в культуре ткани. Полученные данные показали, что экзогенный ЛФХ повышает уровень внутриклеточного Са вследствие его влияния как на вход внеклеточного кальция, так и на мобилизацию кальция из внутренних депо (Undrovinas, et al, 1992; Chen et al.,1997; Zhu et al„ 2002).
Установлено снижение чувствительности сердца различных животных к действию ацетилхолина в присутствии ЛФХ. В дальнейшем удалось показать на мембранах предсердия кролика, что ЛФХ влияет на связывание антагониста ацетилхолина с мускариновым рецептором. Анализ полученных данных показал, что механизм этого действия связан с образованием под влиянием ЛФХ олигомерных комплексов мускаринового рецептора, способных проявлять положительный кооперативный характер связывания с ли-гандом. Эти данные позволили высказать предположение, что ЛФХ, формируемый в сердечной мышце под действием гормоночувствительной фосфо-липазы А2, возможно играет определенную роль в регуляции холинэргиче-ского процесса (Суслова, 1995).
Некоторые авторы отмечают, что ряд изменений в составе ФЛ (снижение доли основных фракций ФЛ, особенно ФЭА; увеличение доли ЛФХ; снижение содержания более легкоокисляемых фракций), угнетение активности СОД характерны для радиационного поражения (как острого, так и хронического), а так же соответствуют особой форме развития неспецифической реакции — хроническому стрессу (Эйдус, 1977; Бурлакова, 1994).
Поэтому низкий уровень лизофосфатидилхолинов в развивающейся икре является благоприятным фактором.
