CC BY
89
УДК 639.212/.3:616-089.5
ИСПЫТАНИЕ НОВОГО АНЕСТЕТИКА ДЛЯ ОСЕТРОВЫХ РЫБ (на примере стерляди)
Е. С. ПОПЛАВСКАЯ, В. А. КОВАЛЕНКО, В. М. ШУМОВА
Национальный университет биоресурсов и природопользования Украины, г. Киев, Украина, 03041
(Поступила в редакцию 16.02.2017)
Резюме. В статье рассматривается эффективность использования препарата «гвоздичное масло» в качестве анестетика для уменьшения неблагоприятного воздействия технологических стресс-факторов на производителей стерляди (Acipenser ruthenus L.).
Установлено, что гвоздичное масло оказывает выраженное анестезирующее воздействие на стерлядь и, соответственно, снижает негативное влияние стресс-факторов. Проверена концентрация этого препарата в пределах 0,06-0,15 мл/л водной эмульсии при погружении в которую у рыб наступает состояние анестезии. Отмечено, что при одинаковой дозе препарата крупные особи входили в состояние анестезии медленнее и выходили быстрее, чем меньшие; самцы быстрее подвергались воздействию анестетика, чем самки. Зафиксировано, что эффективная концентрация дозы гвоздичного масла зависит от температуры воды и половой принадлежности рыбы.
По показателю содержания в крови рыб гормона стресса кортизола установлено, что рыбы, которых вводили в состояние наркоза, оказались менее чувствительными к воздействию на них различных технологических стрессоров.
Ключевые слова: воспроизводство, стерлядь, анестезия, гвоздичное масло, корти-
зол.
Summary. The article examines the effectiveness of the use of «clove oil» as an anesthetic to reduce the adverse effects of technological stress factors on sterlet producers (Acipenser ruthenus L.).
It is established that clove oil has a pronounced anesthetic effect on sterlet and, accordingly, reduces the negative impact of stress factors. Verified by concentration of this preparation in the range 0.06-0.15 ml/l of aqueous emulsion, when immersed in which the fish have an anesthetic condition. It was noted that with the same dose of the drug, large individuals entered the anesthesia state more slowly and went out faster than smaller ones; the males faster were to be exposed to anesthetic than females. It was noted that the effective concentration of clove oil depends on the temperature of the water and the sex of the fish. In terms of content in blood fish stress hormone cortisol been established that fish which was subjected to short-term state of narcosis proved to be less sensitive to influence on them different technological stress factors.
Keywords: reproduction, sterlet, anesthesia, clove oil, cortisol.
Введение. В процессе искусственного воспроизводства рыбы неоднократно подвергаются неблагоприятным воздействиям (например, мечение и биометрическая оценка маточного материала, биопсия тканей гонад, инъекции гормонов, получение половых продуктов), что приводит к возникновению у них стрессов. В связи с этим для сниже-
ния стресса и предотвращения повреждений у рыб во время манипуляций с ними используют метод анестезии [1-3].
Применение анестезии позволяет избегать стрессов у рыб или существенно уменьшить уровень их проявления, способствует сохранению биологического материала и, в целом, повышению экономической эффективности производства продукции рыбоводства. Также при технологических манипуляциях с рыбой улучшаются условия работы для персонала рыбоводных предприятий: рабочие избегают производственных травм, характерных для условий работы с активной и сильной рыбой [4].
Анализ источников. Использование анестетиков при проведении ряда технологических манипуляций, которые вызывают проявление стресс-реакции у рыб, позволяет избежать негативных последствий стресса и облегчить работу персонала рыбоводных хозяйств. Полностью усыплять рыбу не всегда нужно, часто достаточно ее успокоить, чтобы она не билась. К тому же анестезирующие средства (далее анестетики) обладают болеутоляющим действием [2, 5].
Для усыпления рыб анестетики применяются в малых дозах. Основное их действие заключается в воздействии на проводимость чувствительных нервов на пути от периферии к центру - головному мозгу. В результате возникает потеря болевой чувствительности, происходят расслабление скелетной мускулатуры, исчезновение многих рефлексов. Повышенные дозы анестетиков или длительная их экспозиция вызывают паралич дыхательных и двигательных центров. Поэтому для установки оптимальных доз рекомендуется определять действие анестетиков сначала на небольшом количестве рыб, прежде чем переходить на масштабное применение этих препаратов. Необходимо также учитывать, что эффект анестезии зависит от многих причин: температуры воды, физиологического состояния рыбы, ее возраста и т. д. [6].
Как указывают P. Dolezelova (2011), L. Brown (2011) и T. Bagheri (2011), идеальный анестетик должен соответствовать следующим критериям:
- вызывать быструю анестезию (1-5 мин.) с постепенным ее исчезновением (<5 мин.);
- быстро метаболизироваться и выводиться организмом без остатков;
- быть нетоксичным для рыб и рабочего персонала;
- иметь широкий диапазон между эффективными и токсичными концентрациями;
- проявлять эффект при низких концентрациях;
- быть простым в использовании и легкодоступным для потребителя [9-11].
Существуют три вида анестетиков по способу их применения в аквакультуре: инъекционные, водорастворимые и ингаляционные. На рыбоводных предприятиях используют, преимущественно, растворимые анестетики. Их, как правило, добавляют в воду, что делает препараты простыми в использовании и безопасными для человека [7, 12].
Для обездвиживания рыб обычно применяют различные химические вещества, воздействующие на нервную систему. Больше всего в рыбоводстве используют следующие препараты: MS-222, сульфат хи-нальдина, гидрохлорид бензокаина, прописцин, эвгенол, 2-фенокси-этанол, феназепам [8, 10, 12, 13].
В зарубежной практике для анестезии рыб широко применяют препарат MS-222 Sandoz. Аналогом этого препарата является трикаин ме-танесульфонат (коммерческие названия - метакаин, метакаинсульфо-нат, трикаин). Кроме того, для получения эффекта анестезии на рыб воздействуют низкой температурой или электрическим током [2, 4].
Как показывает практика, универсальных методов анестезии, как и химических препаратов-анестетиков, нет. При нарушении регламента работ возможна гибель рыбы из-за чрезмерного седативного эффекта в виде остановки дыхания. Кроме того, ряд препаратов-анестетиков дают вредные побочные эффекты, дефицитные, слишком дорогие или относятся к наркотическим веществам.
В связи с этим, продолжается поиск недорогих анестетиков без вредного побочного действия, особенно при искусственном воспроизводстве рыб, ведь в работе используется ценный и дорогостоящий племенной материал [4].
В течение последнего десятилетия в работе с производителями лососевых и осетровых рыб начали пользоваться природным анестетиком «гвоздичное масло». Это бледно желтая жидкость, которую получают из листьев, бутонов и стеблей гвоздичного дерева (Eugenia sp.). Его активными ингредиентами являются эвгенол (4-аллил-2-метокси-фенол) и изоэвгенол (4-пропенил-2-метоксифенол), который может содержать 90-95 % гвоздичного масла [3-5].
Преимуществами этого препарата является легкая доступность, низкая стоимость, безопасность для рыбы и человека, отсутствие большинства побочных эффектов, присущих синтетическим препаратам наркотического действия и экологичность (отсутствие негативного влияния на окружающую среду) [3, 4].
В рыбоводной практике используют «горячий» способ приготовления водной эмульсии гвоздичного масла, с предварительным подогревом воды перед внесением препарата [2]. Такой подход несколько усложняет работу рыбоводов и, кроме того, заставляет их охлаждать эмульсию перед использованием на рыбах до температуры воды, в которой находилась рыба до введения ее в состояние анестезии.
Как показал анализ последних материалов исследований, в осетроводстве анестезию используют в работе с большими по размерам рыбами - производителями белуги, русского и сибирского осетров, шипа, севрюги, но не применяют при технологических манипуляциях с наименьшим представителем семейства осетровых - стерлядью. Это, по мнению авторов статьи, является ошибкой, ведь избегание проявлений стресса у этой рыбы будет способствовать сохранению ценного биологического материала и продлению срока его продуктивного использования [14].
Цель работы - изучить эффективность использования эссенции гвоздики (Eugenia caryphyllata) при разных дозировках для уменьшения неблагоприятного воздействия стресс-факторов на производителей стерляди (Acipenser ruthenus L.).
Материалы и методика исследований. Научные исследования по эффективности использования гвоздичного масла начали проводить с 2013 года на базах учебно-научно-производственной лаборатории рыбоводства кафедры аквакультуры Национального университета биоресурсов и природопользования Украины (п. г. т. Немешаево, Бородянский р-н, Киевская обл.) и частного предприятия «Научно-производственное сельскохозяйственное предприятие «Бестер»» (с. Триполье, Обуховский р-н, Киевская обл.).
Материал для проведения исследований - производители и старше-возрастной молодняк (четырех- и пятилетки) стерляди.
Введение рыб в состояние общей анестезии проводили с использованием природного анестетика «гвоздичное масло», который покупали в аптеках медицинских препаратов г. Киева.
В ходе экспериментов шел поиск оптимальных концентраций гвоздичного масла в водной эмульсии для обеспечения вхождения стерляди в состояние анестезии при различной температуре воды (от 7 до 22 °С), а также при разных концентрациях (от 0,06 до 0,15 мл/10 л воды).
В условиях лаборатории рыбоводства кафедры аквакультуры для приготовления водной эмульсии препарата использовали технологическую воду из экспериментальной рыбоводной установки с замкнутым водоснабжением, после ее очистки через механический фильтр, а в ЧП «Бестер» использовали воду из Каневского водохранилища.
С начала и до конца исследований использовали «холодный» способ приготовления эмульсии гвоздичного масла, без предварительного подогрева воды перед внесением препарата.
Водную эмульсию готовили в пластиковой емкости таких размеров, чтобы в ней можно было поместить рыбу без существенных ограничений ее движений. Перемешивание воды и гвоздичного масла проводили вручную или использовали обычный кухонный миксер для быстрого приготовления водной эмульсии масла.
Проверку анестезирующего воздействия препарата на рыбу проводили, наблюдая за нею и отмечая время наступления следующих состояний:
1. Вхождение в состояние анестезии.
1.1. Потеря равновесия.
1.2. Потеря резких движений тела, но продолжение движения жаберными крышками.
1.3. Прекращение движений.
2. Выход из состояния анестезии (стадии восстановления):
2.2. Тело обездвижено, но начинается движения жаберными крышками.
2.3. Наблюдаются регулярные движения жаберными крышками и начинаются резкие движения тела.
2.4. Возобновление равновесия тела и активных плавательных движений рыбы (окончательный выход из состояния анестезии) [5].
Оценку уровня стресс-реакции определяли по содержанию в крови рыб гормона стресса - кортизола. В каждой серии экспериментов было выделено две группы рыб: контрольная и опытная. В контроле технологические манипуляции (взвешивание и измерение рыбы, отбор икры и взятие проб гонад методом биопсии) проводили с физиологически активной рыбой. И, наоборот, в опытной группе те же манипуляции проводили только после введения рыб в состояние общей анестезии в водной эмульсии гвоздичного масла. Отбор проб крови у рыб на содержание гормона кортизола проводили через 15 минут после завершения последней технологической манипуляции. Кровь отбирали из хвостовой вены.
Гематологические исследования были проведены в условиях специализированной ветеринарной лаборатории ООО «Бальд» (г. Киев).
Сбор и обработку экспериментальных материалов проводили с использованием общепринятых методов исследований в рыбоводстве.
Результаты исследований и их обсуждение. Данные результатов экспериментов по оценке анестезирующего влияния гвоздичного масла на стерлядь представлены в таблице. Во всех сериях эксперимента препарат «гвоздичное масло» оказывал выраженный анестезирующий эффект на рыб.
Анализ данных наблюдений за поведением рыб в эксперименте позволил выявить определенную закономерность влияния препарата «гвоздичное масло» на производителей стерляди, в зависимости от массы их тела, половой принадлежности и температуры воды. Так, при одинаковой дозе препарата большие по размерам рыбы входили в состояние анестезии медленнее и выходили быстрее, чем меньшие по размеру рыбы; самцы быстрее подвергались воздействию анестетика,
чем самки. Также отмечено, что с повышением температуры воды, в которой содержится рыба, для получения нужного эффекта дозу препарата можно уменьшить. Так, при 20 °С минимальная доза из числа проверенных, а именно 0,06 мл/л эмульсии, оказалась эффективной для шестигодовалых самцов стерляди.
Результаты проверки анестезирующего влияния гвоздичного масла на стерлядь (2013-2016 гг.)
К-во рыб Воз- Средняя Средняя продолжительность, мин.
Пол раст, масса, Стадии анестезии Стадии восстановления
лет кг 1.1 1.2 1.3 2.1 2.2 2.3
9 июля 2013 г. Температура воды 22°С. Доза анестетика 0,1 мл/10 л воды
2 ? 5 1,1 3,00 7,30 10,20 1,00 4,40 8,45
2 в 0,6 - 2,50 3,30 - 2,30 3,20
21 мая 2014 г. Температура воды 20°С. Доза анестетика - 0,1 мл/10 л воды
3 ? 8 1,63 4,48 5,43 6,55 1,40 3,06 3,50
3 в 0,85 1,50 2,15 3,06 1,00 2,30 3,18
21 мая 2014 г. Температура воды 20°С. Доза анестетика - 0,15 мл/10 л воды
3 ? 8 1,31 1,0 2,03 2,43 2,58 3,50 6,56
3 в 0,97 0,55 1,33 2,20 3,23 5,00 7,33
5 мая 2015 года. Температура воды 14°С. Доза анестетика - 0,125 мл/10 л воды
6 ? 9 1,0 - 1,38 3,36 - - -
17 мая 2016 года. Температура воды 20°С. Доза анестетика - 0,06 мл/10 л воды
3 в 6 1,1 1,12 3,58 8,25 0,31 3,06 4,46
17 мая 2016 года. Температура воды 20°С. Доза анестетика - 0,1 мл/10 л воды
3 в 6 1,0 0,447 2,12 3,34 0,24 4,10 6,30
17 мая 2016 года. Температура воды 20°С. Доза анестетика - 0,14 мл/10 л воды
5 в 6 - 0,38 2,25 3,42 0,48 3,50 7,03
Ноябрь 2016 года. Температура воды 7°С. Доза анестетика - 0,1 мл/10 л воды
1 ? 9+ - 1,19 2,23 5,47 1,27 16,0 -
Ноябрь 2016 года. Температура воды 7°С. Доза анестетика - 0,15 мл/10 л воды
5 ? 9+ - 1,33 2,04 4,52 1,41 13,22 20,00
Установленные закономерности позволяют подбирать соответствующую концентрацию водной эмульсии препарата для практического использования на рыбах различной половой принадлежности и различных размеров при разных температурных условиях содержания.
В 2015 г. было проведено 2 серии экспериментов для оценки анестезирующего влияния гвоздичного масла на уровень проявления стресс-реакции у стерляди на технологические манипуляции по содержанию в крови рыб гормона стресса кортизола.
Первую серию оптов провели в мае на 9-годовалых самках, при взятии у рыб овулированной икры при искусственном воспроизводстве стерляди в условиях лаборатории рыбоводства кафедры аквакуль-
туры. Основная технологическая манипуляция, как значимый стресс -фактор для физиологически активных самок стерляди, - это отбор зрелой икры с помощью метода подрезания яйцеводов [15].
Вторую серию экспериментов провели в ноябре на 5-летней рыбе из ремонтного стада стерляди в ЧП «Бестер». Основная технологическая манипуляция, как стресс-фактор для физиологически активных рыб, -взятие пробы половых клеток у рыб с помощью метода биопсии гонад.
Эффект от анестезирующего воздействия гвоздичного масла на стерлядь по уровню кортизола в крови рыб показан на рисунке.
600
Контроль Опьгг
Уровень кортизола в крови стерляди контрольной (прыб = 10) и опытной (прыб = 10) групп (2015 г.)
Как видно из рисунка, содержание кортизола в крови рыб из опытной группы было значительно меньше такого у рыб из группы контроля. Кроме того, следует отменить, что уровень волатильности этого показателя у стерляди из контрольной группы был существенно выше, чем у рыб из опытной группы. Этот факт можно объяснить индивидуальными различиями организма различных рыб по уровню физиологического ответа на действие факторов, вызывающих стресс-реакцию.
Заключение. Препарат «гвоздичное масло» оказывает выраженное анестезирующее воздействие и надежно обездвиживает разновозрастной материал стерляди. Рекомендуемая концентрация этого препарата в водной эмульсии составляет в пределах 0,06-0,15 мл/л при температуре воды в пределах 7-22 °С.
При одинаковой дозе препарата крупные по размерам особи входили в состояние анестезии медленнее и выходили быстрее мелких рыб; самцы легче подвергались воздействию анестетика, чем самки.
Эффективная концентрация гвоздичного масла в водной эмульсии для введения рыбы в состояние общей анестезии зависит от температуры воды и половой принадлежности рыбы.
По показателю содержания в крови рыб стероидного гормона кортизола было установлено, что рыбы, которых вводили в состояние ане-
стезии, оказались менее чувствительными к воздействию на них различных технологических стресс-факторов.
Перспективными являются дальнейшие исследования по использованию гвоздичного масла для анестезии рыб при разной температуре воды, а также оценка влияния этого препарата на репродуктивные показатели и выживаемость производителей рыб в течение периода их продуктивного использования.
ЛИТЕРАТУРА
1. Головин, П. П. Кадастр лечебных препаратов, используэмых и апробированных в аквакультуре России и за рубежом / П. П. Головин. - М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2005. - 56 с.
2. Жуйков, А. Ю. Способ анестезии рыб / А. Ю. Жуйков // Рыбное хозяйство. - 1989. -№ 5. - С. 57.
3. Завьялова, Е. А. Анестезия радужной форели / Е. А. Завьялова, А. Е. Дрошнев, М. И. Гулюкин // Российский ветеринарный журнал. Сельскохозяйственные животные. -2012. - № 4. - С. 22-24.
4. Коваленко, В. О. Удосконалення технологи вщтворення об'екпв рибництва (на прикладi стерлядi i бшого товстолоба) / В. О. Коваленко, В. М. Шумова, О. С. Поплав-ська / Мат-ли доповщей на наук.-практ. семiнарi «FishExpo-2015» в рамках Мiжнародноl виставки-ярмарку Агро-2015 // НТУУ «КП1». - Кив, 2015 - С. 82-89.
5. Никоноров, С. И. Перспективы применения нейротропных веществ в рыбоводстве / С. И. Никоноров // Рыбное хозяйство. - 1984. - № 4. - С. 72-73.
6. Новоженин, Н. П. Использование анестезирующих веществ в рыбоводстве / Н. П. Новоженин // Вопросы прудового рыбоводства: труды. - М.: Из-во «Пищевая промышленность», 1969. - Т. XVI. - С. 258-269.
7. Поплавська, О. С. Досвщ використання природних анестетиюв для зменшення впливу стрес-фактс^в на риб в аквакультурi / О. С. Поплавська, В. М. Шумова, В. О. Коваленко // Бiорiзноманiття та роль тварин в екосистемах: м-ли VIII Мiжнар. наук. конф. (21-23 грудня 2015 р.). - Дншропетровськ: Лiра, 2015. - С. 134-136.
8. Подушка, С. Б. Прижизненное получение икры у осетровых рыб / С. Б. Подушка // Биологические ресурсы и проблемы развития аквакультуры на водойомах Урала и Западной Сибири: Всерос. науч.-практ. конф., Тюмень, 1996 г.: тезисы докл. - Тюмень, 1996. - С. 115-116.
9. Aydin I., Akbulut B., Kujuk E., Kumlu M. Effects of Temperature, Fish Size and Dosage of Clove Oil on Anaesthesia in Turbot (Psetta maxima Linnaeus, 1758). Turkish Journal of Fisheries and Aquatic Sciences, 15 (2015), 899-904.
10. Ackerman P. A., Morgan J. D., Iwama G. K. 2005. Anesthetics. In Guidelines on: the care and use of fish in research, teaching and testing. Canadian Council on Animal Care (CCAC), 87 p.
11. Brown L. Anaesthesia for fish. Vietfish, 8 (2011), 68-70.
12. Bagheri T., Mohammad Reza Imanpour. The Efficacy, Physiological Responses and Hematology of Persian Sturgeon, Acipenser persicus, to Clove Oil as an Anesthetic Agent. Turkish Journal of Fisheries and Aquatic Sciences, 11 (2011), 477-483.
13. Dolezelov P., Macov S., Plhalova L., Pist5kov V., Svobodov Z. The acute toxicity of clove oil to fish Danio rerio and Poecilia reticulata. ACTA VET. BRNO, 80 (2011), 305-308.
14. Filiciotto F., Buscaino G., Buffa G., Bellante A., Maccarrone V., Mazzola S. Anaesthetic Qualities of Eugenol and 2-Phenoxyethanol and Their Effect on Same Haematological Parameters in Farmed European Sea Bass (Dicentrarchus labrax L.). Journal of Animal and Veterinary Advances, 11 (4) (2012). 494-502.
15. Hamackova J., Kouril J., Kozak P., Stupka Z. Clove Oil as an Anaesthetic for Different Freshwater Fish Species. Bulgarian Journal of Agricultural Science, 12 (2006), 185-194.
