CC BY
26
БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ
УДК 595.384: 577.121
И.А. Ерохина
канд. биол. наук, ст. науч. сотрудник, заместитель заведующего, лаборатория морских млекопитающих, ФГБУН Мурманский морской биологический
институт КНЦ РАН
В.С. Зензеров
д-р биол. наук, ведущий науч. сотрудник, лаборатория бентоса, ФГБУН Мурманский морской биологический
институт КНЦ РАН
МЕТАБОЛИЧЕСКИЙ СТАТУС КАМЧАТСКОГО КРАБА PARALITHODES CAMTSCHATICUS TILESIUS, 1815 ПРИ ГОЛОДАНИИ
Аннотация. Представлены результаты исследования содержания основных показателей обмена белков, углеводов, липидов и минеральных веществ в гемолимфе камчатского краба Paralithodes camtschaticus Tile-sius, 1815 (Crustacea: Decapoda, Lithodidae) после 30-суточного полного голодания. Установлены изменения ряда биохимических показателей, свидетельствующие о доминировании процессов катаболизма в обмене веществ голодающих крабов. При этом не отмечено критических сдвигов, угрожающих состоянию животных.
Ключевые слова: камчатский краб, голодание, гемолимфа.
I.A. Erokhina, Murmansk Marine Biological Institute KSC RAS
V.S. Zenzerov, Murmansk Marine Biological Institute KSC RAS
METABOLIC STATUS OF RED KING CRAB PARALITHODES CAMTSCHATICUS TILESIUS, 1815 UNDER
STARVATION
Abstract. The results of the research of the main indicators of the metabolism of proteins, carbohydrates, lipids and minerals in the hemolymph of the red king crab Paralithodes camtschaticus Tilesius, 1815 (Crustacea: Decapoda, Lithodidae) after a 30-day total fasting are presented. The changes of biochemical parameters, indicating the dominance of catabolic processes in the metabolism of starving crabs are determined. It is not marked critical shifts threatening animals state.
Keywords: red king crab, starvation, hemolymph.
Камчатский краб Paralithodes camtschaticus Tilesius, 1815 (Crustacea: Decapoda, Lithodidae) был вселен в Баренцево море с Дальнего Востока в 60-х годах прошлого столетия, он успешно акклиматизировался и к настоящему времени сформировал независимую самовоспроизводящуюся популяцию [1]. Пристальное внимание к камчатскому крабу объясняется, прежде всего, его промысловой ценностью. За время его существования в Баренцевом море изучены важнейшие черты биологии вида, представляющие интерес как для рыбопромысловой отрасли, так и для области фундаментальной науки о биологии чужеродных видов.
Несмотря на многочисленные исследования, многие вопросы биологии и физиологии, процессы адаптации к изменениям параметров среды обитания камчатского краба (температура, соленость воды, кормовая база и др.) остаются и сегодня в центре внимания ученых. В последние годы возрос интерес исследователей к изучению свойств гемолимфы крабов и других ракообразных, поскольку изменения, происходящие в ней, могут служить индикатором многих процессов, протекающих в организме этих животных [2, 4].
Кратковременные периоды голодания у камчатского краба характерны для отдельных периодов его жизни (линька, размножение, сезонные миграции), когда его жизнедеятельность обеспечивается за счет расходования собственных энергетических резервов. Длительное голодание может наблюдаться при изменениях кормовой базы в районах обитания краба вследст-
вие как естественных флуктуаций, так и антропогенного воздействия. Его влияние на состояние организма до сих пор детально не изучено [1]. В связи с этим целью данной работы было исследование некоторых биохимических показателей обмена веществ в гемолимфе камчатского краба после длительного голодания.
Крабов вылавливали в губе Сайда Кольского залива Баренцева моря с использованием ставных крабовых ловушек. Перед экспериментом животные адаптировались в течение двух недель в морской аквариальной Мурманского морского биологического института КНЦ РАН, имеющей автономную замкнутую систему водоснабжения аквариумов, включающую различные способы очистки морской воды. Воду для аквариальной брали из Кольского залива. В эксперименте участвовали животные со средней шириной карапакса 95±8,5 мм и средней массой 800±55 г. В контрольной (регулярное кормление) и опытной (без кормления) группах было по 7 особей. Длительность эксперимента составила 30 суток. Образцы гемолимфы для анализа получали по стандартной методике путем прокола некальцинированной мембраны одной из конечностей [6]. В гемолимфе определяли показатели обмена белков, липидов, углеводов, минеральных веществ, применяя общепринятые в лабораторной практике методы [3]. Цифровой материал обработан статистически с использованием критерия Стьюдента.
Значения изученных показателей у животных из контрольной группы соответствуют литературным данным [7] о составе гемолимфы крабов (табл. 1).
После 30-суточного голодания отмечены статистически достоверные изменения в содержании альбумина, глюкозы, общих липидов, калия, мочевой кислоты, мочевины, активности трансаминаз - аспартатаминотрансферазы (АсАТ) и аланинаминотрансферазы (АлАТ). При этом практически неизменным оставалось содержание общего белка вопреки ожидаемому снижению. По данным литературы [7, 8], даже кратковременное голодание может вызвать у ракообразных значительное уменьшение концентрации белка в гемолимфе, что на фоне повышения активности трансаминаз свидетельствует о распаде белков с последующим использованием высвободившихся аминокислот в процессах синтеза энергетических субстратов.
Таблица 1 - Биохимические показатели гемолимфы камчатского краба при экспериментальном голодании
Показатели Контроль Опыт Р
Общий белок, г/л 31,68±1,58 30,95±1,44 >0,05
Альбумин, г/л 9,52±0,35 8,28±0,27 <0,02
Глюкоза, моль/л 11,10±0,17 9,99±0,25 <0,01
Общие липиды, г/л 1,16±0,04 0,87±0,05 <0,001
Хлориды, ммоль/л 273,17±14,22 273,17±13,61 >0,05
Кальций, ммоль/л 6,66±0,27 6,76±0,34 >0,05
Фосфор, ммоль/л 0,54±0,03 0,54±0,01 >0,05
Калий, ммоль/л 10,10±0,11 11,54±0,26 <0,02
Натрий, ммоль/л 304,41±21,31 297,80±19,85 >0,05
Магний, ммоль/л 2,42±0,06 2,53±0,12 >0,05
Медь, мкмоль/л 307,50±15,38 296,25±14,80 >0,05
Мочевая кислота, мкмоль/л 251,53±11,96 311,02±15,42 <0,02
Мочевина, ммоль/л 0,74±0,03 0,93±0,05 <0,01
Аспартатаминотрансфераза, МЕ/л 9,74±0,16 14,12±1,22 <0,01
Аланинаминотрансфераза, МЕ/л 10,48±0,21 11,92±0,32 <0,01
Примечание: р - степень достоверности различий
Незначительно, но статистически достоверно уменьшилось после голодания содержание глюкозы и общих липидов. Практически не наблюдалось (за исключением уровня калия)
№ 6 (34) - 2014
13
изменений в показателях минерального обмена. В то же время отмечалось повышение концентрации продуктов обмена азотсодержащих соединений - мочевой кислоты, мочевины и активности АсАТ и АлАТ. Последние показатели используют для вычисления коэффициента де Ри-тиса (АсАТ/АлАТ), по которому судят о соотношении ката- и анаболизма [5]. У животных из контрольной группы величина этого коэффициента составляет 0,93, а у животных из опытной группы - 1,19. Повышение величины коэффициента де Ритиса свидетельствует об усилении процессов катаболизма, однако степень этого повышения не указывает на неблагоприятные изменения в состоянии животных, так как об истощении речь обычно идет в тех случаях, когда величина коэффициента в несколько раз превышает исходный уровень. О стабильности состояния животных свидетельствует и важный показатель гомеостаза - осмоляльность гемолимфы. Рассчитанная по эмпирической формуле, использующей концентрации натрия, глюкозы и мочевины, осмоляльность гемолимфы у животных контрольной группы составила 578,90 мосмоль/кг, а в опытной группе - 565,19 мосмоль/кг (p>0,05).
Таким образом, голодание камчатского краба в течение 30 суток вызывает изменения ряда биохимических показателей гемолимфы, свидетельствующие о доминировании процессов катаболизма в обмене веществ. При этом стабильность уровня общего белка, величины осмо-ляльности гемолимфы, статистически достоверное, но не резкое снижение содержания энергетических субстратов указывают на то, что в организме не происходит критических сдвигов, угрожающих состоянию животных.
Приведенные данные подтверждают мнение о роли гемолимфы ракообразных как интегральной системы, информативно отражающей физиологическое состояние объекта исследования. В связи с этим, а также учитывая легкость отбора и обработки образцов гемолимфы, представляется возможным использовать ее биохимические показатели не только для характеристики ответных реакций гидробионтов на действие естественных и антропогенных факторов, но и в системе биоиндикации состояния окружающей среды.
Авторы выражают благодарность А.М. Илющенко за помощь в проведении эксперимента.
Список литературы:
1. Биология и физиология камчатского краба прибрежья Баренцева моря. - Апатиты: Изд-во КНЦ РАН, 2008. - 170 с.
2. Виноградов Н.Е. Гемолимфа камчатских крабов - ресурс биологически активных веществ / Н.Е. Виноградов, П.А. Моисеева, Ю.Г. Симаков // Рыбное хозяйство. - 1996. - № 6. -С. 57.
3. Камышников В.С. Справочник по клинико-биохимической лабораторной диагностике: в 2 томах / В.С. Камышников. - Минск: Беларусь, 2000. - 958 с.
4. Павлов В.Я. Оценка физиологических изменений в популяциях промысловых крабов под воздействием промысла / В.Я. Павлов, Н.Б. Тальберг // Прибрежные гидробиологические исследования: труды ВНИРО. - 2005. - Т. 144. - С. 78-90.
5. Рослый И.М. Правила чтения биохимического анализа: руководство для врача / И.М. Рослый, М.Г. Водолажская. - М.: Изд-во «Мед. информ. агентство», 2010. - 96 с.
6. Титры эндогенных гормонов линьки камчатского краба Баренцева моря / Г.Г. Мати-шов [и др.] // Доклады РАН. - 2007. - Т. 412, № 5. - С. 716-717.
7. Florkin M. Blood chemistry // The physiology of Crustacea / ed. by T.H. Waterman. - New York, London: Acad.Press, 1960. - P. 141-159.
8. Hardy D. Survival and condition of hard shell male adult snow crabs (Chionoecetes opilio) during fasting at different temperatures / D. Hardy, J.-D. Dutil, G. Godbout, J. Munro // Aquaculture. -2000. - V. 189. - P. 259-275.
