По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 639.517 DOI:10.33920/sel-09-2405-05

Физиолого-иммунологическая оценка речных раков двух видов в аквакультуре

Галина Иозеповна Пронина доктор биологических наук, доцент, профессор кафедры, Российский государственный аграрный университет — МСХА имени К.А. Тимирязева (ФГБОУ ВО «РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева»), 127550, Российская Федерация, г. Москва, ул. Тимирязевская, д. 49, E-mail: gidrobiont4@yandex.ru, ORCID: 0000-0002-0805-6784, SPIN: 6162-9922
Алексей Васильевич Жигин доктор сельскохозяйственных наук, профессор, Российский государственный аграрный университет — МСХА им. К.А. Тимирязева (ФГБОУ ВО «РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева») (127550, Российская Федерация, г. Москва, ул. Тимирязевская, д. 49), главный научный сотрудник отдела аквакультуры беспозвоночных, Всероссийский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства и океанографии (ВНИРО) (105187, г. Москва, Окружной пр-д, д. 19), E-mail: azhigin@gmail.com, ORCID: 0000-0001-5283-4099, SPIN: 8580-7697
Эдуард Владимирович Бубунец доцент, доктор сельскохозяйственных наук, Российский государственный аграрный университет — МСХА имени К.А. Тимирязева (ФГБОУ ВО «РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева»), 127550, Россия, г. Москва, ул. Тимирязевская, д. 49, E-mail: ed_fish_69@mail.ru, ORCID: 0000-0003-0906-4273, SPIN: 1182-1890
Николай Константинович Юдин аспирант, Российский государственный аграрный университет — МСХА имени К.А. Тимирязева (ФГБОУ ВО «РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева»), 127550, Россия, г. Москва, ул. Тимирязевская, д. 49, E-mail: dartanian777@yandex.ru, ORCID: 0009-0003-7531-9227

В связи с необходимостью развития отечественной аквакультуры десятиногих ракообразных одним из актуальных вопросов является мониторинг здоровья этих гидробионтов через наиболее информативные биоиндикаторы — показатели гемолимфы. Цель исследования — сравнительная физиолого-иммунологическая оценка длиннопалых (Pontastacus leptodactylus) и австралийских красноклешневых (Cherax quadricarinatus) речных раков, содержащихся в установке с замкнутым водоиспользованием (УЗВ). Основные гидрохимические показатели в целом соответствовали существующим требованиям. Физиолого-иммунологическое состояние раков оценивалось методами гематологического и цитохимического анализа. Образцы гемолимфы отбирались прижизненно путем пункции вентрального синуса. Общее число гемоцитов (ОЧГ) определяли в нативной гемолимфе в камере Горяева. Подсчитывалось количество клеток в пяти больших квадратах. Выявлялся лизосомальный катионный белок в гемоцитах модифицированным нами ранее методом цитохимической реакции с бромфеноловым синим. У красноклешневых раков установлено достоверно большее на 45% общее число гемоцитов (ОЧГ), что указывает на их бóльшую иммунную устойчивость к патогенам по сравнению с длиннопалыми раками. Наиболее значимые видовые различия гемограммы отмечены по агранулоцитам (ГЦ I) — у длиннопалого рака показатель выше с высоким доверительным коэффициентом (t). С большой степенью достоверности можно судить о большей доле полугранулоцитов (ГЦ II) у красноклешневого рака. Доля ГЦ IV у длиннопалого рака больше, чем у красноклешневого. У красноклешневого рака средний цитохимический коэффициент СЦК ниже, чем у длиннопалого, что также подтверждает его высокую иммунную устойчивость за счет расходования высокоцитотоксичного катионного белка в процессе иммунной защиты.

Литература:

1. Александрова, Е.Н. Длиннопалый рак как объект разведения в водоемах бассейна реки Волги // Вестник АГТУ. Серия: Рыбное хозяйство. — 2016. — № 4. — С. 9–17.

2. Жигин, А.В. Пути и методы интенсификации выращивания объектов аквакультуры в установках с замкнутым водоиспользованием (УЗВ): 06.02.04 — Частная зоотехния; технология производства продуктов животноводства: дис... д-ра с.-х. наук. — М., 2002. — 331 с.

3. Жигин, А.В. Выращивание австралийского красноклешневого рака в циркулярной установке / А.В. Жигин, Р.Р. Борисов, Н.П. Ковачева, Д.С. Загорская, В.А. Арыстангалиева // Рыбное хозяйство. — 2017. — № 1. — С. 61–65.

4. Жигин, А.В. Влияние температуры воды на рост и выживаемость австралийских красноклешневых раков / А.В. Жигин, В.А. Арыстангалиева, Н.П. Ковачева // Природные ресурсы, их современное состояние, охрана, промысловое и техническое использование: материалы VIII Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 75-летию рыбохозяйственного образования на Камчатке (Петропавловск-Камчатский, 12–14 апреля 2017 года) / Отв. за выпуск Н.Г. Клочкова. — Ч. I. — Петропавловск-Камчатский: Камчатский государственный технический университет, 2017. — С. 86–89. — EDN YQZPVD.

5. Ковачева, Н.П. Гематологические показатели как индикаторы физиологического состояния декапод: камчатского краба Paralithodes camtschaticus и речных раков родов Astacus Pontastacus / Н.П. Ковачева, Е.Н. Александрова. — М.: Изд-во ВНИРО, 2010. — 92 с.

6. ОСТ 15.372-87. Охрана природы. Гидросфера. Вода для прудовых форелевых и карповых хозяйств. Общие требования. — М.: ВНИИПРХ, 1987. — 14 с.

7. Пронина, Г.И. Сравнительная оценка речных раков разных видов по биохимическим и гематологическим показателям / Г.И. Пронина, Н.Ю. Корягина, А.О. Ревякин // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. — 2009. — № 4 (24). — С. 186–188.

8. Скафарь, Д.Н. Гемоциты австралийского красноклешневого рака (Cherax quadricarinatus): морфология и гемограмма / Д.Н. Скафарь, Д.В. Шумейко // Журнал эволюционной биохимии и физиологии. — 2022. — Т. 58 (6). — С. 507–519.

9. Сладовская, С.В. Общий белок в гемолимфе рака Pontastacus leptodactylus как показатель функционального состояния животных и биомаркер качества среды обитания / С.В. Сладовская, С.В. Холодкевич // Журнал эволюционной биохимии и физиологии. — 2001. — Т. 47, № 2. — С. 136–141.

10. Hernández-Pérez, A. Environmental concentrations of sulfamethoxazole increase crayfish Pacifastacus leniusculus susceptibility to White Spot Syndrome Virus / A. Hernández-Pérez, C. Noonin, K. Söderhäll, I. Söderhäll // Fish & Shellfish Immunology. — 2020. — № 102. — P. 177–184. — DOI: 10.1016/j.fsi.2020.04.022.

11. Jeyachandran, S. Morphological and functional characterization of circulating hemocytes using microscopy techniques / S. Jeyachandran, K. Park, I.S. Kwak, V. Baskaralingam // Microscopy Research and Technique. — 2020. — № 83 (7). — P. 736–743.

12. Johansson, M.W. Crustacean haemocytes and haematopoiesis / M.W. Johansson, P. Keyser, K. Sritunyalucksana, K. Söderhäll // Aquaculture. — 2000. — № 191 (1–3). — Р. 45–52.

13. Lehrer, R.I. Defensins and Other Antimicrobial Peptides and Proteins / R.I. Lehrer, C.L. Bevins, T. Ganz // Mucosal Immunology (Third Edition). Academic Press. — 2005. — Р. 95–110. — DOI: 10.1016/B978-012491543-5/50010-3.

14. Masso-Silva, J.A. Antimicrobial Peptides from Fish / J.A. Masso-Silva, G. Diamond // Pharmaceuticals (Basel). — 2014. — № 7 (3). — P. 265–310. — DOI: 10.3390/ph7030265.

15. Persson, M. The influence of haemocyte number on the resistance of the freshwater crayfish, Pacifastacus leniusculus Dana, to the parasitic fungus Aphanomyces astaci / M. Persson, L. Cerenius, K. Söderhäll // Journal of Fish Diseases. — 2006. — № 10 (6). — P. 425–517.

16. Pronina, G.I. Influence of rusty-spotted disease on river crayfish in aquaculture / G.I. Pronina, N.Y. Koryagina, I.V. Trenkler // AACL Bioflux. — 2022. — № 15 (1). — P. 407–414.

17. Söderhäll, I. A comparative global proteomic analysis of the hematopoietic lineages in the crustacean Pacifastacus leniusculus / I. Söderhäll, K. Junkunlo // Developmental and Comparative Immunology. — 2019. — № 92. — P. 170–178.

1. Aleksandrova, E.N. Narrow-clawed crayfish as object of cultivation in Volga river basin. Vestnik of Astrakhan State Technical University. Series: Fishing industry, 2016, no. 4, pp. 9–17 (in Russian).

2. Zhigin, A.V. Ways and methods of intensification of aquaculture cultivation in installatons with closed water use. Doctor Agricult. Sci. diss., 2002. 331 p. (in Russian).

3. Zhigin, A.V., Borisov, R.R., Kovacheva, N.P., Zagorskaya, D.S., Arystangalieva, V.A. Cultivating of Australian red-claw crayfish in circular installation. Fisheries, 2017, no. 1, pp. 61–65 (in Russian).

4. Zhigin, A.V., Kovacheva, N.P., Arystangalieva, V.A. The effect of water temperature on Australian redclaw crayfishes growth and survival. In: Natural resources, their current state, conservation, commercial and technical use. Materials of XVIII Russian scientific and practical conference dedicated to the 75th anniversary of fisheries education in Kamchatka in two parts, 2017, pp. 86–86 (in Russian).

5. Kovacheva, N.P., Aleksandrova, E.N. Hematological indicators as indicators of the physiological state of decapods: red king crab Paralithodes camtschaticus and river crayfishes (Astacus and Pontastacus). Publishing VNIRO, Moscow, 2010. 92 p. (in Russian).

6. OST 15.372-87. Nature conservation. The hydrosphere. Water for trout and carp ponds. General requirements. VNIIPRH, Moscow, 1987. 14 p. (in Russian).

7. Pronina, G.I., Koryagina, N.Yu., Revyakin, A.O. Comparative assessment of river crayfish species by biochemical and hematological parameters. Izvestia Orenburg state agrarian university, 2009, no. 4 (24), pp. 186–188 (in Russian).

8. Skafar, D.N., Shumeiko, D.V. Hemocytes of the Australian red-claw crayfish (Cherax quadricarinatus): morphology and hemogram. Journal of Evolutionary Biochemistry and Physiology, 2022, v. 58 (6), pp. 507–519 (in Russian).

9. Sladovskaya, S.V., Holokevich, S.V. Total protein in the hemolymph of Pontastacus leptodactylus crayfish as an indicator of the functional state of animals and a biomarker of habitat quality. Journal of Evolutionary Biochemistry and Physiology, 2001, v. 47, no. 2, pp. 136–141 (in Russian).

10. Hernández-Pérez, A., Noonin, C., Söderhäll, K., Söderhäll, I. Environmental concentrations of sulfamethoxazole increase crayfish Pacifastacus leniusculus susceptibility to White Spot Syndrome Virus. Fish & Shellfish Immunology, 2020, no. 102, pp. 177–184. https://doi.org/10.1016/j.fsi.2020.04.022.

11. Jeyachandran, S., Park, K., Kwak, I.S., Baskaralingam, V. Morphological and functional characterization of circulating hemocytes using microscopy techniques. Microscopy Research and Technique, 2020, no. 83 (7), pp. 736–743.

12. Johansson, M.W., Keyser, P., Sritunyalucksana, K., Söderhäll, K. Crustacean haemocytes and haematopoiesis. Aquaculture, 2000, no. 191 (1–3), pp. 45–52.

13. Lehrer, R.I., Bevins, C.L., Ganz, T. Defensins and Other Antimicrobial Peptides and Proteins. Mucosal Immunology (Third Edition), 2005, pp. 95–110. DOI: 10.1016/B978-012491543-5/50010-3.

14. Masso-Silva, J.A., Diamond, G. Antimicrobial Peptides from Fish. Pharmaceuticals (Basel), 2014, no. 7 (3), pp. 265–310. DOI: 10.3390/ph7030265.

15. Persson, M., Cerenius, L., Söderhäll, K. The influence of haemocyte number on the resistance of the freshwater crayfish, Pacifastacus leniusculus Dana, to the parasitic fungus Aphanomyces astaci. Journal of Fish Diseases, 2006, no. 10 (6), рр. 425–517.

16. Pronina, G.I., Koryagina, N.Y., Trenkler, I.V. Influence of rusty-spotted disease on river crayfish in aquaculture. AACL Bioflux, 2022, no. 15 (1), p. 407–414.

17. Söderhäll, I., Junkunlo, K. A comparative global proteomic analysis of the hematopoietic lineages in the crustacean Pacifastacus leniusculus. Developmental and Comparative Immunology, 2019, no. 92, pp. 170–178.

Ракообразные являются популярными и ценными объектами современной аквакультуры. Однако выращивание ракообразных может сопровождаться многочисленными стрессорами, болезнями и смертностью, поэтому важным представляется поддержание оптимального температурного, гидрохимического режимов, полноценное кормление, предотвращение каннибализма с помощью укрытий. Мониторинг здоровья водных животных также один из необходимых элементов их успешного выращивания [1–4]. При этом одними из наиболее информативных биоиндикаторов, которые определяют физиологическое состояние ракообразных в зависимости от условий содержания, и биомаркерами качества условий среды обитания являются гематологические показатели гемолимфы [9].

Речные раки — пойкилотермные животные, характеризующиеся незамкнутой кровеносной системой, в которой циркулирующей жидкостью является гемолимфа, содержащая дыхательный пигмент гемоцианин. Показатели гемолимфы отражают состояние здоровья, поскольку содержание этой жидкости реагирует на различные физиологические и патологические процессы в тканях животного. Так, определено, что при гемоцитопении снижается иммунная устойчивость раков Pacifastacus leniusculus к чуме раков, вызываемой паразитическим грибом Aphanomyces astaci. Раки становятся очень уязвимыми, а их возможности борьбы с патогенами снижаются [15].

Особенности гемолимфы ограничивают возможности анализа: высокая степень агглютинации, разрушение гемоцитов in vitro, специфические ферментные системы и механизмы активации [5; 7]. Гемоциты (клетки гемолимфы) участвуют в клеточном ответе посредством таких процессов, как фагоцитоз, инкапсуляция, меланизация, а также в гуморальном ответе путем активации антимикробных пептидов [17]. Поэтому исследования, контролирующие иммунную систему ракообразных, основаны на оценке катионных лизосомальных белков, а также на общем и дифференциальном подсчете гемоцитов [10; 16; 17].

У высших ракообразных (Decapoda) классификация типов гемоцитов основана главным образом на наличии цитоплазматических гранул. Определены три основных типа (популяции) гемоцитов: агранулоциты или гиалиноциты (ГЦ I), полугранулоциты (ГЦ II) и гранулоциты (ГЦ III). Агранулоциты и полугранулоциты в основном участвуют в распознавании антигена и фагоцитозе, роль гранулярных клеток заключается в хранении и высвобождении профенолоксидазной системы, обеспечивающей цитотоксичность [11; 12]. Отмечен еще один тип гемоцитов — прозрачные клетки (ГЦ IV), предположительно являющиеся предшественниками [8; 16].

Для Цитирования:
Галина Иозеповна Пронина, Алексей Васильевич Жигин, Эдуард Владимирович Бубунец, Николай Константинович Юдин, Физиолого-иммунологическая оценка речных раков двух видов в аквакультуре. Рыбоводство и рыбное хозяйство. 2024;5.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: