Россия
Россия
Россия
Россия
Россия
Россия
Целью данной работы является установление информативности методов структурного анализа биологических жидкостей при определении перспективности использования атерины (Atherina boyeri caspia (Risso, 1810)) в качестве источника пищевого белка в аквакультуре. Впервые проведено изучение твердофазных структур гомогенатов мышц атерины. Известно, что твердая фаза биологических жидкостей, сформированная в условиях клиновидной дегидратации, представляет собой визуализацию биохимических процессов, протекающих в организме или органе. Изучение морфологической картины высушенной капли (фации) позволяет устанавливать ассоциативные связи между особенностями структурирования исследуемой жидкости и ее составом, а также определять характер воздействия факторов внешней среды на живую систему. Результаты исследования позволили установить основный тип фации гомогенатов и ее морфологические параметры, которые свидетельствуют о согласованности биохимических процессов и наличии полноценного белка в мышечной ткани атерины каспийской, выловленной как в весенний, так и осенний сезон года. Охарактеризованы размерно-весовые показатели рыбы, содержание водорастворимого белка в мышечной ткани. Впервые проведен сравнительный анализ уровня водорастворимого белка и твердофазных структур гомогенатов мышц каспийской атерины, выловленной в разные сезоны в прибрежных водах Дагестана. Атерина является пищевым компонентом для многих рыб, обитающих на Каспии. Определено, что в октябре содержание мышечного во-дорастворимого белка у атерины имело тенденцию к увеличению относительно марта. За нагульный период накопленная часть белковых компонентов превращается в липидные, которые усиленно аккумулируются, поэтому достоверных сезонных различий в содержании водорастворимого белка не отмечено. Установлено, что биохимические процессы, протекающие в мышечных тканях, находят свое отражение в твердофазных структурах биологических жидкостей, сформированных в условиях клиновидной дегидратации. Полученные результаты тенденции к увеличению водорастворимых мышечных белков в организме и увеличению численности популяции в последние годы свидетельствуют о значимости применения каспийской атерины в качестве живого корма на рыбоводных предприятиях.
каспийская атерина, метод клиновидной дегидратации, фация, гомогенат мышцы, водорастворимый белок
Введение
На современном этапе развития аквакультуры поиск новых кормовых объектов для объектов рыбоводства, в том числе среди ихтиофауны Каспийского моря, является актуальной задачей. Атерина каспийская (Atherina boyeri caspia (Risso, 1810)) имеет большой ресурсный потенциал, не охваченный промыслом [1]. Ареал распространения атерины охватывает всю акваторию Каспийского моря, как распресненные участки, так и районы с повышенной соленостью вод. Атерина встречается в море до глубины 100 м, основные места дислокации расположены на глубинах 10–25 м. Нерест атерины порционный, происходит в прибрежной зоне моря
с мая по июнь [2].
Отмечается, что в настоящее время из-за невысокой промысловой ценности атерина представляет собой мало изученный объект. Вылавливается только в качестве прилова при килечном промысле с использованием ставных неводов. Уловы атерины c 2017 по 2021 г. варьировали от 34,4 до 70,7 т, составив в среднем 56,3 т [3], а в 2022 г. достигли 200 т [2]. Если ежегодно только в виде прилова при промышленной добыче килек возможно будет вылавливать до 200 т атерины, это приведет к значительному сокращению дефицита кормов в рыбоводных организациях [1, 2]. При росте предложений на качественные корма из атерины увеличится привлечение в рыбодобычу на Каспийском море организаций в целях наибольшего освоения ее промысловых запасов.
Перспективы промысла атерины большие, тем более что она рассматривается в качестве источника сырья для получения легкоусвояемого белка животного происхождения [4].
Все вышеизложенное обуславливает необходимость всестороннего изучения каспийской атерины как перспективного объекта рыбного промысла и использования данного вида рыбы в качестве сырого корма в прудовом хозяйстве.
Белки в организме рыб выполняют важнейшие физиологические функции. С процессом синтеза белков связаны рост, развитие рыб, созревание их гонад [5].
Известно, что твердая фаза биологических жидкостей, сформированная в условиях клиновидной дегидратации, представляет собой визуализацию биохимических процессов, протекающих в организме или органе. Изучение морфологической картины высушенной капли (фации) позволяет устанавливать ассоциативные связи между особенностями структурирования исследуемой жидкости и ее составом, а также определять характер воздействия факторов внешней среды на живую систему [6–8].
Цель настоящего исследования – на основе структурных особенностей и некоторых биохимических показателей дать оценку качества атерины как предполагаемого источника сырья для изготовления кормов, используемых в аквакультуре.
Материал и методы
Объект исследования – атерина (Atherina boyeri caspia (Risso, 1810)) – эндемичный трансграничный вид, который обитает повсеместно в Каспийском море. Рыба пелагическая, стайная. Отбор проб осуществлялся на акватории Кизлярского залива и прилегающего района между Брянской и Суюткиной косами, на Крайновском побережье от Суюткиной косы на юге до северной оконечности о. Чечень. Отбор проб атерины осуществлялся весной и осенью 2023 г. в соответствии с общепринятыми инструкциями [9]. Массу, длину устанавливали по общепринятой методике [10]. Изготовление гомогенатов мышц (ГМ) осуществлялось по методике, предложенной нами ранее в работе [6]. Полученный ГМ центрифугировали при 3 000 оборотах в течение 10 мин. Для выявления твердофазных структур ГМ образовавшуюся надосадочную жидкость изучали методом клиновидной дегидратации [7, 8].
Определение концентрации водорастворимого белка в мышечной ткани рыб осуществляли с помощью спектрофотометрического метода Варбурга и Христиана [11, 12]. Результаты полученных данных представлены в виде средних значений и их ошибок (М ± m). Сравнительный анализ показателей проводили по t-критерию Стьюдента [13].
Результаты и обсуждение
Размерно-весовые характеристики атерины, выловленной в разные сезоны 2023 г. в районе Среднего Каспия, представлены в таблице.
Размерно-весовые показатели и концентрация водорастворимого белка мышц атерины,
выловленной в разные периоды года
Size and weight indicators and concentration of water-soluble protein of atherina muscles caught
in different periods of the year
|
Длина, см |
Масса, г |
Водорастворимый белок, мг/г |
|
Весна |
||
|
8,5 ± 0,4 |
5,9 ± 0,6 |
76,52 ± 5,23 |
|
Осень |
||
|
7,5 ± 0,5 |
4,5 ± 0,3 |
83,52 ± 4,81 |
Полученные результаты свидетельствуют о том, что размерно-весовые характеристики атерины (8,5 см и 5,9 г весной и 7,5 см и 4,5 г осенью) не имели достоверных отличий, что согласуется с результатами многолетних исследований, проведенных учеными Всероссийского научно-исследовательского института рыбного хозяйства и океанографии [2, 3, 14].
Водорастворимый белок является одним из основных биохимическим субстратов в тканях животных, характеризующим пластический и энергетический обмены организма [15]. В марте и октябре 2023 г. средние значения количества мышечного белка атерины были в 1,3 и 1,8 раза выше соответственно показателей аналогичных периодов в 2022 г. [2]. Анализ мышечной ткани атерины в марте 2023 г. выявил диапазон значений 59,62–92,48 мг/г, составляя в среднем 76,52 мг/г (см. табл.).
Исследуемый период для атерины является преднерестовым и характеризуется затратами энергии организма на формирование и созревание гонад. В осенний период количество водорастворимого белка варьировало в пределах 70,23–96,72 мг/г при среднем показателе 83,52 мг/г. Статистический анализ не выявил достоверного увеличения (p ≤ 0,05) биохимического субстрата в мышцах атерины в октябре относительно марта.
Схожая картина в динамике исследуемого биохимического субстрата зарегистрирована в проведенных нами ранее исследованиях (2022 г.) [2]. В октябре отмечена тенденция к увеличению количества водорастворимого белка по сравнению с весной. В нагульный период наблюдается положительный энергетический баланс в организме атерины, что связано с интенсивным потреблением пищи. Как правило, в этот период у особей накопленная часть белка превращается в липиды, которые усиленно аккумулируются, поэтому достоверных различий в увеличении концентраций водорастворимого белка не наблюдалось.
В результате дегидратации капли надосадочной жидкости, образовавшейся после центрифугирования ГМ атерины, формировалась сухая структурированная пленка – фация, предназначенная для дальнейшего изучения с помощью оптической микроскопии (рис. 1).
Для морфологической картины фаций всех полученных образцов было характерно наличие трех зон: центральной, промежуточной и периферической.
Центральная зона высушенных капель ГМ в основном была занята кристаллами хлористого натрия. В периферической и краевой зонах регистрировались трещины, представляющие собой разрывы белковой матрицы фации.
Рис. 1. Фация гомогената мышц атерины.
Увеличение 10
Fig. 1. Facies of atherina muscle homogenate. Magnification10
Для краевой зоны характерным являлось наличие радиальных и поперечных трещин, а также округлых образований – конкреций (рис. 2).
Рис. 2. Фрагмент фации гомогената мышц атерины:
1 – радиальные трещины; 2 – конкреции; 3 – многолучевые трещины. Увеличение 40
Fig. 2. Fragment of the atherina muscle homogenate facies:
1 – radial cracks; 2 – nodules; 3 – multi-beam cracks. Magnification 40
В промежуточной зоне локализовались мелкие многолучевые трещины (см. рис. 2).
Проведенное исследование не выявило существенных отличий в морфологической картине высушенных капель ГМ атерины, выловленной в различные сезоны года: весной и осенью. Фации всех изученных образцов имели упорядоченный тип, характеризующийся наличием отчетливой тенденции к радиально симметричному и равномерному расположению наблюдаемых структурных элементов.
Согласно литературным данным, фации сыворотки крови радиального и частично радиального типа с округлыми конкрециями относятся к категории базовой структурной нормы. Экстраполируя полученные данные на известные результаты изучения сывороток крови методом клиновидной дегидратации, можно предположить, что установленный тип фаций ГМ является показателем гармоничности биохимических процессов и энергетической полноценности белка в исследуемой ткани атерины каспийской, выловленной как в весенний, так и осенний сезоны года [8].
Заключение
В результате исследований получены размерно-весовые характеристики, определен количественный состав водорастворимого мышечного белка, а также впервые изучена информативность методов структурного анализа биологических жидкостей каспийской атерины. Установлено, что содержание водорастворимого белка, характеризующего пластический и энергетический обмен организма атерины в осенний период, имеет тенденцию к увеличению и составляет 83,52 мг/г по сравнению с весной того же года – 76,52 мг/г. В нагульный период наблюдался положительный энергетический баланс в организме атерины, что, видимо, связано с интенсивным потреблением пищи. Как правило, у особей часть белка в этот период превращается в жиры, поэтому не наблюдалось достоверных различий увеличения концентраций водорастворимого белка.
Согласно данным, полученным с помощью метода клиновидной дегидратации, морфологическая картина фаций гомогенатов атерины каспийской имеет трехзональное построение, закономерное при кристаллизации любой биологической жидкости [7]. Установленный тип фаций ГМ с радиальной симметрией может являться маркером согласованного метаболизма в исследованной ткани.
Таким образом, полученные показатели характеризуют атерину как перспективный объект для использования ее в рыбоводных хозяйствах в качестве сырого корма или в целях получения рыбной муки [1, 2].
1. Таибов П. С., Каниева Н. А., Барабанов В. В. Со-временное состояние биологии, запасов и промысла ате-рины (Atherina boyeri caspia (Eichwald)) в западной части Среднего и Северного Каспия // Вестн. Астрахан. гос. техн. ун-та. Сер.: Рыбное хозяйство. 2023. № 1. С. 7–17.
2. Таибов П. С., Каниева Н. А., Барабанов В. В., Коз-лова Н. В. Морфофизиологические и биохимические исследования каспийской атерины (Atherina boyeri caspia (Risso, 1810)) // Вестн. Астрахан. гос. техн. ун-та. Сер.: Рыбное хозяйство. 2023. № 3. С. 82–89.
3. Иванов В. П., Пальцев В. Н., Шипулин С. В. Рыбные ресурсы Каспийского моря. М.: Изд-во ВНИРО, 2023. 560 с.
4. Белогурова Р. Е., Карпова Е. П., Аблязов Э. Р. Динамика популяционных характеристик черноморской атерины (Atherina boyeri (Risso, 1810)) Каркинитского залива и перспективы ее хозяйственного использования. Севастополь: ФИЦ ИнБЮМ, 2021. С. 577–579.
5. Шульман Г. Е. Физиолого-биохимические особенности годовых циклов рыб: моногр. М.: Пищ. пром-сть, 1972. 368 с.
6. Пат. на изобретение RU № 2258926. Способ оценки токсического действия химических веществ на органы и ткани рыб / Каниева Н. А., Аюпова А. К.; заяв. № 2003138171; зарег. 20.08.2025.
7. Шабалин В. Н., Шатохина С. Н. Морфология биологических жидкостей человека. М.: Хризостом, 2001. 304 с.
8. Шатохина С. Н., Шабалин В. Н. Атлас структур неклеточных тканей человека в норме и патологии: в 3 т. М.; Тверь: Триада, 2013. Т. II. Морфологические структу-ры сыворотки крови. 240 с.
9. Инструкции по сбору и первичной обработке материалов водных биоресурсов Каспийского бассейна и среды их обитания / под ред. Г. А. Судакова. Астрахань: Изд-во КаспНИРХ, 2011. 193 с.
10. Правдин И. Ф. Руководство по изучению рыб. М.: Пищ. пром-сть, 1966. 374 c.
11. Практическая химия белка / под ред. А. Дарбре. М.: Мир, 1989. 621 с.
12. Методы биологии развития. Экспериментально-эмбриологические, молекулярно-биологические и цитологические / под ред. Т. А. Детлаф. М.: Наука, 1974. 619 с.
13. Баврина А. П. Современные правила применения параметрических и непараметрических критериев в статистическом анализе медико-биологических данных корреляционного анализа // В помощь исследователю. 2021. № 1 (66). С. 64–73.
14. Таибов П. С., Каниева Н. А., Барабанов В. В., Магомедова К. М. Промыслово-биологическая характеристика обыкновенной кильки (Clupeonella cultriventris caspia) и атерины (Atherina mochon caspia) в Терско-Каспийском рыбохозяйственном подрайоне (Республика Дагестан) в 2021 г. // Биологическое разнообразие: изучение, сохранение, восстановление, рациональное иcпользование: материалы III Междунар. науч.-практ. конф. Керчь, 2022. С. 238–243.
