CC BY
103
УДК 591.1-70 / 639.371.5:639.215
В. В. Залепухин Волгоградский государственный университет
ФИЗИОЛОГО-БИОХИМИЧЕСКАЯ КАРТИНА КРОВИ КАРПОВЫХ РЫБ В ПРОЦЕССЕ ПОЛУЧЕНИЯ ИКРЫ ПОСЛЕ ЭКЗОГЕННОГО СТИМУЛИРОВАНИЯ СОЗРЕВАНИЯ
Введение
Начиная с 1970-х гг. в ихтиологических исследованиях стали широко использоваться физиолого-биохимические методы, с помощью которых была получена ценная информация по биологии, систематике, экологии многих видов рыб. Такой уровень исследований явился необходимой предпосылкой совершенствования биотехники искусственного воспроизводства ценных видов. Традиционный подход к оценке производителей по внешнему виду и ряду расчётных индексов, применяемых в селекционноплеменной работе с рыбами, в известной степени исчерпал себя, поскольку он не даёт возможности оперативно и адекватно оценивать адаптивные реакции рыб, своевременно выявлять отклонения от нормы, обоснованно корректировать биотехнические мероприятия.
Совокупность физиолого-биохимических характеристик позволяет существенно увеличить объём достоверной информации о физиологическом состоянии рыб на различных этапах жизненного цикла и при разнообразных экологических условиях. Наиболее быстро на изменения внешних факторов в организме рыб реагирует кровь, и не случайно её анализ стал одним из определяющих.
По О. П. Попову [1], Н. А. Головиной, И. Д. Тромбицкому [2] и Л. Д. Житеневой [3] гематологический анализ достаточно успешно применяется в условиях искусственного воспроизводства рыб:
- при разработке новых интенсивных технологий в рыбоводстве и оперативном контроле физиологического состояния рыб при поиске оптимальных условий выращивания;
- в селекции карпа и других объектов разведения;
- для характеристики адаптивных возможностей выращиваемых рыб;
- в ихтиопатологии, ихтиотоксикологии и т. д.
Достаточно часто гематологический анализ используется для оценки качества производителей. Необходимость такого подхода диктуется двумя обстоятельствами:
- потребностью в оценке степени подготовленности половозрелых рыб к нересту и их функционального состояния при экзогенном стимулировании созревания и овуляции;
- стремлением понять тонкие механизмы формирования половых продуктов, отражающиеся на показателях крови, а также причины ухудшения качества икры и спермы, обусловленные сдвигами в обмене веществ производителей.
Прежде всего динамика гематологических показателей при созревании гонад даёт возможность оценить степень готовности самок к нересту и экзогенному стимулированию созревания половых продуктов (введению экзогенных гормонов или заменяющих препаратов). В отечественной литературе имеется достаточно много работ, посвящённых изучению связей гематологических показателей осетровых, лососевых, карповых рыб с качеством полученной икры [4-12]. Однако практически во всех проведённых исследованиях отмечается взаимосвязь гематологических показателей только с уровнем оплодотворения икры, отсутствует хотя бы простой корреляционный анализ зависимостей рыбоводно-биологических характеристик самок и развивающейся икры от параметров крови. При всей важности учёта значений оплодотворения не рассматриваются возможные источники отхода икры в ходе эмбрионального развития и аномалий в развитии икринок и предличинок. Известно, например, что при постовуляр-ном перезревании икры (в полости тела самок после овуляции при несвоевременном вымете или отцеживании) возможны достаточно высокие значения оплодотворения, но в ходе реализации генетических и физиологобиохимических аномалий, возникающих при перезревании, наблюдаются многочисленные отклонения от нормы у большинства эмбрионов, приводящие к их усиленной элиминации [13].
Другим существенным недостатком в использовании физиологобиохимического анализа (в том числе гематологического) при оценке производителей является простое статистическое сопоставление: при таких-то показателях крови или икры наблюдаются определённые значения оплодотворения. Нам представляется необходимым более жёсткий подход к оценке качества половозрелых рыб и их половых продуктов: сопоставление характеристик производителей и икры должно вестись не только методами статистики и оценки достоверности зависимостей, но и расчётом коэффициентов корреляции и построением кривых нелинейной регрессии, позволяющих уточнить характер связей между теми или иными показателями.
Материал и методы
В рамках концепции эндогенной разнокачественности проанализировано по 15 гематологических показателей у 36-ти самок украинского карпа и 29-ти самок пёстрого толстолобика в условиях Волгоградской области (V зона рыбоводства). Взятие крови у каждой самки осуществлялось прижизненно, сразу после отцеживания икры, анализ вёлся по общепринятым в медицине и ветеринарии методикам. Для всех рыб проанализированы также основные морфологические и репродуктивные показатели. В качестве арбитражного метода определены важнейшие характеристики эмбрионального развития: оплодотворение (%), количество нормально развивающихся эмбрионов (%) и выход предличинок (%). Статистический и корреляционный анализ полученных данных проведен с использованием стандартного пакета программ Microsoft Excel.
В процессе статистического анализа нами выделено три группы самок: I - с недозрелой икрой; II - со зрелой икрой хорошего качества и III - с постовулярно перезревшей икрой. Более подробная характеристи-
ка такой икры представлена нами ранее [14] и дополнена схемой
В. Ф. Кривцова и сотр. [15].
Результаты и обсуждение
По сравнению с исследованиями других авторов в данной работе:
- увеличено количество физиолого-биохимических параметров крови по каждой особи (с традиционных 5-6 до 15), причём в процессе анализа не исследовались пробы со следами гемолиза, что существенно искажает результаты, поэтому такие данные не включались ни в статистический, ни в корреляционный анализ. Число таких проб в общей сложности составило: у карпа - около 20 %, у толстолобика - почти 25 %;
- чтобы иметь возможность сопоставить гематологические показатели с качеством икры и с ходом эмбрионального развития, взятие крови осуществлялось прижизненно, сразу же после отцеживания икры;
- качество икры, полученной после экзогенного стимулирования созревания, оценивалось не только по уровню оплодотворения, но и с учётом отхода икры в процессе эмбрионального развития, что и позволило нам выделить при анализе три группы самок;
- помимо традиционной статистической обработки данных предпринята попытка при помощи корреляционного анализа связать воедино зависимости между морфобиологическими и репродуктивными характеристиками производителей, их гематологическими параметрами и показателями овулировавшей и развивающейся икры, что отражает различные аспекты эндогенной разнока-чественности рыб в условиях искусственного воспроизводства.
Существует определенная методическая особенность, которую обязательно следует учитывать при отборе проб и последующем анализе. Далеко не во всех опубликованных работах указывается момент взятия крови относительно времени овуляции и отцеживания половых продуктов. Если брать кровь перед экзогенной стимуляцией созревания и овуляции (за несколько суток или часов), то информация о динамике гематологических показателей, получаемая при этом, будет отражать степень готовности к нересту у рыб, находящихся в
IV незавершенной или IV завершенной стадии зрелости гонад (СЗГ), но не ход эмбрионального развития и не параметры жизнестойкой молоди. Как известно, в период между инъекциями осуществляется переход яйцеклеток сначала в IV завершенную СЗГ и далее в V СЗГ [16]. Одновременно происходят и существенные изменения в физиологическом состоянии производителей и мобилизация всех энергетических и пластических резервов в организме, что не может не отражаться на показателях крови. Таким образом, при таком выборе времени для отбора проб крови целесообразно сопоставлять гематологические характеристики с цитологическими (в частности, со степенью поляризации ядра) и с определенной долей вероятности -с уровнем оплодотворения икры. Если же необходимо сопоставление гематологических параметров с качеством получаемых половых продуктов и ходом эмбрионального развития, то процесс прижизненного взятия проб крови следует выбирать максимально приближенным к моменту отцежи-вания икры и спермы и искусственного осеменения. Именно поэтому сопоставление данных по гематологии рыб в условиях искусственного вос-
производства с размерно-возрастными показателями и рыбоводными характеристиками следует проводить на тех же условиях. Только в этом случае достигается согласование всех параметров полифункциональной оценки качества производителей, икры, эмбрионов и личинок.
В табл. 1 представлены гематологические характеристики самок двух видов карповых рыб с икрой различного качества. Статистический анализ однозначно указывает лишь на чётко отличаемый минимум коллоидоустой-чивости сывороточных белков (КСБ) у самок обоих видов, продуцирующих высококачественную икру. По содержанию гемоглобина и эритроцитов различаются самки карпа первой и второй, первой и третьей групп (р < 0,05). Полученные нами данные согласуются с результатами О. П. Попова и Т. В. Соломатиной [17], полученными для карпа в условиях VI зоны рыбоводства. Значительные колебания индивидуальных гематологических показателей указывают на сильную лабильность физиологического состояния самок в период созревания и овуляции.
Таблица 1
Гематология самок с икрой различного качества
Физиолого-биохимические Группы самок с икрой различного качества
показатели крови I II III
Украинский карп
Г емоглобин, г% 7,18 ± 0,24 8,77 ± 0,45 9,70 ± 1,12
Эритроциты, млн/мм3 1,80 ± 0,04 1,91 ± 0,06 1,96 ± 0,06
Лейкоциты, тыс. шт./мм3 25,75 ± 0,84 23,93 ± 1,90 25,22 ± 2,37
СОЭ, мм/ч 3,80 ± 0,40 4,19 ± 0,50 4,40 ± 0,49
Общий белок, г% 3,94 ± 0,77 4,31 ± 0,21 3,80 ± 0,59
а-липопротеиды, мг% 274 ± 12 196 ± 21 270 ± 35
р-липопротеиды, мг% 390 ± 19 330 ± 23 375 ± 23
(а + р)-липопротеиды, мг% 664 ± 18 526 ± 32 645 ± 36
Отношение а/р-липопротеидов 0,70 ± 0,05 0,59 ± 0,09 0,72 ± 0,11
КСБ, % СаСЦ 0,060 ± 0,010 0,039 ± 0,010 0,058 ± 0,010
Общие липиды, мг% 764 ± 92 660 ± 60 647 ± 46
Холестерол, мг% 142 ± 19 172 ± 24 180 ± 18
Фосфолипиды, мг% 284 ± 48 244 ± 46 276 ± 54
Общий фосфор, мг% 36,4 ± 1,8 39,9 ± 3,3 38,6 ± 4,8
Общий кальций, мг% 25,2 ± 1,6 24,3 ± 2,0 25,2 ± 1,6
Пёстрый толстолобик
Г емоглобин, г% 10,72 ± 0,75 10,39 ± 0,70 9,04 ± 0,46
Эритроциты, млн/мм3 1,71 ± 0,04 1,68 ± 0,05 1,61 ± 0,04
Лейкоциты, тыс. шт./мм3 14,82 ± 1,21 15,29 ± 0,96 15,71 ± 1,78
СОЭ, мм/ч 3,75 ± 0,43 4,28 ± 0,45 4,71 ± 0,45
Общий белок, г% 5,35 ± 1,42 6,17 ± 0,35 6,19 ± 0,90
а-липопротеиды, мг% 285 ± 26 275 ± 37 304 ± 35
р-липопротеиды, мг% 312 ± 43 296 ± 44 333 ± 26
(а + р)-липопротеиды, мг% 597 ± 69 571 ± 76 637 ± 50
Отношение а/р-липопротеидов 0,92 ± 0,05 0,93 ± 0,09 0,92 ± 0,11
КСБ, % СаСЦ 0,060 ± 0,010 0,043 ± 0,010 0,054 ± 0,004
Общие липиды, мг% 570 ± 16 538 ± 70 517 ± 48
Холестерол, мг% 165 ± 11 183 ± 13 167 ± 14
Фосфолипиды, мг % 225 ± 22 227 ± 42 250 ± 19
Общий фосфор, мг% 30,5 ± 1,7 30,4 ± 4,7 32,6 ± 1,8
Общий кальций, мг% 25,5 ±1,7 22,3 ±1,5 22,0 ± 1,5
Лишь по коэффициентам корреляции можно более четко выявить ряд параметров крови, связанных с качеством получаемой икры. Такими следует считать прежде всего показатели системы эритрона (красной крови) - концентрацию гемоглобина и эритроцитов (табл. 2). При увеличении концентрации этих показателей у самок растут показатели оплодотворения и выход, уменьшается количество уродливых эмбрионов. Это особенно заметно у пёстрого толстолобика, где все коэффициенты корреляции для этих двух параметров статистически достоверны.
Таблица 2
Корреляции (г ху) гематологических параметров с показателями развивающейся икры
Показатели крови рыб Карп (п = 36) Пёстрый толстолобик (п = 29)
Оплодо- творение, % Нормально развиваю- щиеся эмбрионы, % Выход предли- чинок, % Оплодо- творение, % Нормально разви- вающиеся эмбрионы, % Выход предли- чинок, %
Г емоглобин +0,55 +0,18 +0,14 +0,42 +0,46 +0,48
Эритроциты +0,45 +0,29 +0,19 +0,33 +0,38 +0,38
Лейкоциты -0,10 -0,29 -0,32 -0,04 -0,21 -0,07
СОЭ +0,27 +0,01 -0,04 -0,22 -0,10 -0,10
Общий белок +0,17 +0,45 +0,44 +0,12 +0,08 +0,10
а-липопротеиды -0,42 -0,69 -0,79 -0,22 -0,16 -0,20
р-липопротеиды -0,44 -0,57 -0,62 -0,07 -0,21 -0,23
(а + р) липопротеиды -0,48 -0,72 -0,81 -0,15 -0,20 -0,23
Отношение а / р-липопротеидов -0,26 -0,48 -0,58 -0,16 +0,10 +0,07
КСБ -0,43 -0,64 -0,75 -0,55 -0,56 -0,60
Общие липиды -0,57 -0,46 -0,40 +0,21 +0,23 +0,17
Холестерол +0,45 +0,28 +0,19 +0,67 +0,60 +0,58
Фосфолипиды -0,06 -0,18 -0,20 -0,12 -0,10 -0,11
Общий фосфор +0,28 +0,28 +0,29 -0,03 -0,04 -0,06
Общий кальций -0,26 -0,48 -0,58 -0,16 +0,10 +0,07
Примечание. При п = 36 число степеней свободы К = 34; тогда р < 0,05, если г ху > 0,33, и р < 0,01, если г ху > 0,42. Соответственно, при п = 29 число степеней свободы К = 27; тогда р < 0,05, если г ху > 0,37, и р < 0,01, если г ху > 0,47.
Показателем, отрицательно связанным с ходом эмбрионального развития, являются высокие значения КСБ у обоих видов, а у карпа, кроме того, уровень общих липидов, а- и Р-липопротеидов, а также общего кальция.
У обоих видов со значениями оплодотворения (%) достоверно связан уровень свободного холестерола в сыворотке крови (г ^ = + 0,45 для карпа и + 0,67 для пёстрого толстолобика), что согласуется с литературными данными для карпа и белого толстолобика [18, 19]. У пёстрого толстолобика высокодостоверные корреляции для некоторых показателей (КСБ и холестерола) сохраняются на протяжении всего эмбрионального развития, у карпа достоверные корреляции с уровнем общего белка в сыворотке проявляются лишь для количества нормально развивающихся эмбрионов (%) и выхода (%) (табл. 2).
Корреляционный анализ продемонстрировал также, что уровень гемоглобина и эритроцитов в крови самок карпа взаимосвязан с рабочей
плодовитостью, массой и диаметром овулировавших икринок. Практически это может означать, что лучшую по качеству икру продуцируют самые плодовитые самки с интенсивным обменом веществ. У пёстрого толстолобика в условиях Волгоградской области подобные корреляции достоверны далеко не всегда, в отличие от Астраханской, где нами была показана достоверность г ху между рабочей плодовитостью и ходом эмбрионального развития [14]. В то же время в условиях Волгоградской области рабочая плодовитость и морфологические характеристики овулировавших икринок достоверно коррелируют с концентрацией фосфолипидов, а-липопро-теидов и кальция в сыворотке крови пестрого толстолобика (табл. 3).
Таблица 3
Корреляции гематологических параметров самок с их репродуктивными характеристиками
Г ематологические показатели Рабочая плодовитость самок Масса овулиро- вавших икринок Диаметр овулиро- вавших икринок Плотность овулиро- вавших икринок Диаметр набухшей икры
Украинский карп (п = 36)
Г емоглобин +0,68 +0,50 +0,65 -0,58 +0,64
Эритроциты +0,71 +0,54 +0.56 -0,48 +0,56
Лейкоциты -0,14 -0,10 -0,04 +0,08 -0,11
СОЭ -0,01 -0,09 -0,05 -0,04 -0,03
Общий белок +0,07 +0,15 +0,17 -0,20 +0,19
а-липопротеиды 0,00 +0,11 +0,07 +0,05 -0,11
р-липопротеиды -0,26 -0,26 -0,26 +0,34 -0,31
(а+р)-липопротеиды -0,12 -0,06 -0,08 +0,20 -0,22
Отношение а / р-липопротеидов +0,16 +0,24 +0,23 -0,13 +0,04
КСБ -0,33 -0,20 -0,20 +0,30 -0,27
Общие липиды -0,50 -0,11 -0,29 +0,21 -0,41
Холестерол +0,54 +0,28 +0,41 -0,35 +0,48
Фосфолипиды -0,12 -0,20 -0,20 +0,13 -0,25
Общий фосфор +0,06 +0,02 +0,04 -0,16 +0,03
Общий кальций -0,17 -0,26 -0,17 +0,23 -0,23
Пестрый толстолобик (п = 29)
Г емоглобин +0,26 -0,14 -0,14 +0,13 +0,52
Эритроциты +0,09 -0,20 -0,16 +0,16 +0,43
Лейкоциты -0,23 -0,02 -0,19 +0,24 -0,12
СОЭ +0,20 +0,47 +0,50 -0,50 -0,27
Общий белок -0,02 +0,05 -0,04 +0,06 +0,01
а-липопротеиды +0,44 +0,27 +0,39 -0,38 -0,15
р-липопротеиды +0,23 +0,19 +0,27 -0,26 -0,08
(а+р)-липопротеиды +0,35 +0,24 +0,35 -0,34 -0,12
Отношение а/р-липопротеидов +0,31 +0,11 +0,16 -0,15 -0,05
КСБ -0,10 -0,15 +0,07 -0,13 -0,52
Общие липиды +0,39 +0,11 +0,24 -0,24 +0,24
Холестерол +0,32 +0,34 +0,26 -0,23 +0,62
Фосфолипиды +0,33 +0,39 +0,55 -0,57 -0,15
Общий фосфор +0,37 +0,36 +0,55 -0,57 -0,06
Общий кальций -0,17 -0,29 -0,19 +0,16 -0.29
Примечание. При п = 36 число степеней свободы К = 34; тогда р < 0,05, если г ху > 0,33, и р < 0,01, если г ху > 0,42. Соответственно, при п = 29 число степеней свободы К = 27; тогда р < 0,05, если г ху > 0,37 и р < 0,01, если г ху > 0,47.
Заключение
Полученные данные подтверждают принципиальную возможность оценки качества производителей в условиях искусственного воспроизводства по физиолого-биохимическим показателям крови. При этом следует учитывать значительную лабильность физиологического состояния рыб, что, несомненно, сказывается на такой динамичной системе, как кровь. На наш взгляд, гематологический анализ составляет лишь одну сторону оценки качества производителей, которая, несомненно, должна включать также исследования качества половых продуктов, эмбрионального развития и жизнестойкости полученных личинок. При этом параллельное использование статистического и корреляционного анализа позволяет более ответственно подойти к выбору критериев оценки производителей.
СПИСОК ЛИТЕРА ТУРЫ
1. Попов О. П. Физиолого-биохимическая характеристика функционального состояния карпов (Сурппш caгpio L.) в процессах заводского воспроизводства, селекции и товарного выращивания: Автореф. дис. ... канд. биол. наук. -М.: ВНПО по рыбоводству, 1986. - 25 с.
2. Головина Н. А., Тромбицкий И. Д. Гематология прудовых рыб. - Кишинёв: Штиинца, 1989.
3. Житенева Л. Д. Экологические закономерности ихтиогематологии. - Ростов-н/Д.: АзНИИРХ, 1999.
4. Баденко Л. В., Голованенко Л. Ф. Влияние условий выдерживания производителей севрюги в заводских условиях на обмен веществ, показатели крови и химический состав тела // Экологическая физиология рыб: Тез. докл. II Все-союз. совещ. - М., 1973. - С. 111-112.
5. Житенева А. Д., Житенев А. Н., Калюжная Т. И. Определение у рыб качества потомства по гематологическим показателям производителей // Экологическая физиология и биохимия рыб: Тез. докл. IV Всесоюз. конф. - Астрахань, 1979. - Т. 2. - С. 90.
6. Долидзе Ю. Б. Некоторые биохимические показатели крови гипофизирован-ных самок белуги с различными рыбоводными показателями // Экологическая физиология и биохимия рыб: Тез. докл. IV Всесоюз. конф. - Астрахань, 1979. - Т. 1. - С. 83-84.
7. Долидзе Ю. Б. Физиолого-биохимическая характеристика производителей белуги в преднерестовый и нерестовый период // Рациональные основы ведения осетрового хозяйства: Тез. докл. науч.-практ. конф. - Волгоград, 1981. -
С. 75-78.
8. Кычанов В. М.Физиолого-биохимическая характеристика белорыбицы Stenodus leucichthys (Gйldenstйdti): Автореф. дис. ... канд. биол. наук. - Баку, 1979. - 17 с.
9. Комаров И. П. Методические указания по использованию белково-липидных характеристик сыворотки крови рыб для прижизненного определения степени зрелости гонад у производителей радужной форели в условиях индустриального рыбоводства. - Л.: ГосНИОРХ, 1982.
10. Гераскин П. П., Металлов Г. Ф., Аксенов В. П. Физиолого-биохимическая характеристика самок севрюги, используемых для искусственного воспроизводства // Осетровое хозяйство водоёмов СССР: Тез. докл. III Всесоюз. совещ. -Астрахань, 1984. - С. 81-82.
11. Бойко Н. Е., Баденко Л. В. Физиолого-биохимическая характеристика производителей карпа при заводском воспроизводстве // Третье Всесоюз. совещ. по рыбохозяйственному использованию тёплых вод. - М., 1986. - С. 17—18.
12. Лукьяненко В. И., Кулик П. В. Физиолого-биохимическая и рыбоводная характеристика разновозрастных производителей волго-каспийских осетровых рыб. - Рыбинск, 1994.
13. Жукинский В. Н., Недялков Г. Ф. Эндогенная разнокачественность как фактор динамики воспроизводства рыб (на примере белого амура и карпа) // Г идро-биологический журнал. - 198Q. - Т. 16, № 2. - С. 57-71.
14. Залепухин В. В. Биологическая и физиолого-биохимическая разнокачественность самок и икры карповых рыб в условиях заводского воспроизводства: Автореф. дис. ... канд. биол. наук. - М.: BHПО по рыбоводству, 1985. - 25 с.
15. Кривцов В. Ф., Багров А. М., Чертихин В. Г. Созревание и нерест растительноядных рыб в водоёмах различных широт // Растительноядные рыбы и новые объекты рыбоводства и акклиматизации: Сб. науч. тр. ВИИИІIHX. - М., 1988. - Вып. 54. - С. 73-8Q.
16. Кузнецов Ю. К. Гаметогенез, стадии зрелости и оплодотворение у осетровых и костистых рыб. - Калининград, 1972.
17. Попов О. П., Соломатина Т. В. Рекомендации по совершенствованию биотехники заводского метода получения личинок карпа и сазана в рыбопитомниках дельты Волги. - Астрахань, 1978.
18. Баденко Л. В., Корниенко Г. Г., Чихачёва В. П. Диагностическая значимость холестерина и других биохимических компонентов крови при разведении карпа заводским способом // Вопросы интенсификации прудового рыбоводства: Сб. науч. тр. BHИИПРX. - М., 1986. - С. Ш8-П4.
19. Корниенко Г. Г., Дорошева Н. Г. Диагностические показатели физиологического состояния производителей белого толстолобика при воспроизводстве в V зоне рыбоводства // Генетические исследования, селекция и племенное дело в рыбоводстве: Сб. науч. тр. ВИИИІIHX. - М., 1986. - С. 165-172.
Получено 4.Q4.Q5
PHYSIOLOGICAL AND BIOCHEMICAL PICTURE OF CARP BLOOD DURING THE RECEIVING OF ROE AFTER EXOGENOUS STIMULATION OF MATURATION
V. V. Zalepukhin
Data of carp and silver carp hematological analysis are set out (15 indices) for yielding of roe after hypophysis injections. A number of specifications is revealed under statistic and correlative analysis when used in combination, acceptable for evaluation of blood indices with roe quality and the development rate (hemoglobin and erythrocytes; colloidal stability of serum proteins; total lipids, cholesterol and calcium in serum). High quality roe can be obtained from the more fertile females with intensive metabolism.
