УДК (612.11+595.384)
ПРИЖИЗНЕННОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФИЗИОЛОГИЧЕСКОГО СТАТУСА ДЕСЯТИНОГИХ РАКООБРАЗНЫХ
(CRUSTACEA: DECAPODA) ПО ГЕМАТОЛОГИЧЕСКИМ ПОКАЗАТЕЛЯМ
© 2010 г. Е.Н. Александрова1, Н.П. Ковачева2
1Всероссийский научно-исследовательский институт ирригационного рыбоводства РОССЕЛЬХОЗАКАДЕМИИ (ГНУ ВНИИР), Московская область 2Всероссийский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства и океанографии (ФГУП ВНИРО), Москва
Использование методов гематологического анализа для определения физиологического статуса хозяйственно ценных декапод в условиях культивирования и при мониторинге состояния их природных популяций сдерживается неполной изученностью свойств кровеносной системы этих беспозвоночных. Немногочисленные сведения о применении гематологических показателей для определения физиологического статуса декапод разрознены по литературе; ощущается недостаток данных для разработки физиологических нормативов, необходимых для интерпретации результатов анализов. В этой связи рассмотрена информация об основных свойствах гемолимфы и ее клеточных элементов, о методах их определения, о результатах применения гематологических показателей для оценки физиологического состояния разных видов декапод. В состав индикаторных гематологических показателей, пригодных для прижизненного анализа состояния декапод, включены: время свертываемости и буферность гемолимфы, концентрация в ней общего белка, меди, кальция, глюкозы, лактатов, общее число гемоцитов с учетом доли гранулоцитов.
Ключевые слова: десятиногие ракообразные, незамкнутая циркуляторная система, гуморальные факторы и клеточные элементы гемолимфы, гематологические показатели, оценка физиологического статуса.
ВВЕДЕНИЕ
Десятиногие ракообразные (декаподы) - наиболее крупные представители класса ракообразных. Их природные запасы усиленно эксплуатируются промыслом в целях удовлетворения спроса населения разных стран на деликатесную пищевую продукцию. Снижение качества среды обитания декапод вызывает сокращение их запасов и ухудшение физиологического состояния особей в природных популяциях, приводит к убыткам в аквакультуре морских и пресноводных декапод. На протяжении многих лет о плохом состоянии декапод в природных популяциях судили по величине встречаемости в уловах больных животных; в условиях культивирования - по отказу от пищи, нарушению ритмов суточной активности (повышенное беспокойство или апатия) - показателям, часто вызванным органическими нарушениями и далеко зашедшими стадиями заболевания. Такая важная технологическая операция
как подбор наиболее жизнеспособного материала для разведения или для транспортировки с мест добычи на отдаленные рынки сбыта в настоящее время проводится в основном по внешнему виду животных и степени выраженности у них оборонительной реакции. Очевидно, что контроль состояния природных запасов декапод и отбор особей для разных целей культивирования должен быть основан на использовании широкого спектра показателей физиологической системы, доступной для прижизненных наблюдений.
В отношении позвоночных животных известно, что состав их периферической крови постоянно меняется; изменения возникают под влиянием внутренних факторов, и как реакции на негативные внешние воздействия - стресс, кровопотерю, инфекцию, голодание и т.п. В отношении пойки-лотермных водных позвоночных, а именно рыб, анализ гуморальных и клеточных показателей крови признан одним из объективных методов контроля физиологического состояния организма,
хотя в этом направлении еще многое предстоит сделать [3, 4, 5, и др.]. Изучение крови беспозвоночных, начатое еще в XIX в., показало, что характеристики крови декапод также могут быть индикаторами их физиологического состояния [15, 18-19, 23, 29, 36, 48, 64, 67]. Начиная с конца 1960-х гг. знания об изменчивости гематологических показателей декапод стали пополняться сведениями об их реакциях на качество водной среды и различные условия содержания [16, 36. 45. 47-48, 56, 58, 61-62, 66 и др.]. Однако внедрение гематологического анализа в практику культивирования и торговли живыми декаподами сдерживается не многочисленностью данных о методах исследования гемолимфы, далеко не полных и разрозненных по разным литературным источникам, а также недостатком нормативной базы, необходимой для интерпретации результатов проводимых анализов.
Цель данного исследования - подбор гематологических показателей для прижизненного определения физиологического состояния декапод. В этой связи рассмотрены публикации об основных свойствах жидкостной системы декапод, о возможности оценить их физиологический статус, применяя гематологические показатели, а также о методах определения последних.
1. ЦИРКУЛЯТОРНАЯ ЖИДКОСТНАЯ СИСТЕМА ДЕКАПОД
Общая характеристика. Декаподы, как и большинство членистоногих животных, имеют незамкнутую циркуляторную систему, жидкость которой, называемую гемолимфой, перекачивает сердце. Гемолимфа лишь отчасти подходит под понятие крови, выработанное в физиологии позвоночных, поскольку при отсутствии лимфатической системы жидкость, аналогичная плазме крови позвоночных, смешивается с жидкостью межклеточных пространств, содержащей продукты жизнедеятельности клеток, т.е. с лимфой [8, 11]. Морфологически гемолимфа декапод это богатая растворенными белками и другими химическими веществами жидкость, с погруженными в нее свободными клетками - гемоцитами, движущаяся по сосудам и обширным лакунам (или синусам) - промежуткам между органами и мускульными тяжами. Циркуляция гемолимфы ракообразных осуществляется под воздействием сокращений трубкообразного сердца и соматической мускулатуры. Гемолимфа из сердца выбрасывается в артерии и, пройдя через органы по мелким артериолам, истекает в тканевые сину-
сы. Под воздействием сокращений соматической мускулатуры (но не сердца) гемолимфа из лакун медленно перетекает к жабрам и, обогатившись кислородом, по жаберным венам попадает в перикард, затем через отверстия с клапанами (ос-тии) - в сердце, которое снова выталкивает ее в артерии. В сердце камчатского краба (Paralithodes camtschaticus), которое имеет ромбическую форму, ведут три пары остий: две пары сверху и одна пара снизу [9]. Приносящие и выносящие жаберные каналы могут быть отделены друг от друга перегородками, как, например, у речного рака и омара. Сердце такой системы еще не способно создать высокое давление, и циркуляция совершается отчасти благодаря сокращениям соматической мускулатуры. Объем крови в незамкнутых системах велик, по существу соответствует объему внеклеточной жидкости животных с замкнутой системой, перенос кислорода от жабр к мышцам происходит относительно медленно [11]. У разных видов декапод объем гемолимфы колеблется от 17% (омар) до 33% веса тела (краб Eriocheir), в то время как у млекопитающих объем крови составляет обычно от 7 до 10%, а объем внеклеточной жидкости - 18-25% веса тела. Объем жидкости в теле декапод - изменчивый показатель. Например, у краба Maja сразу после линьки объем гемолимфы (измерен методом кровопускания) достигает 29%, а к моменту отвердения панциря уменьшается до 8% веса тела. Большой объем циркулирующей жидкости имеет важное значение для ракообразных; гемолимфа наряду с выполнением транспортной функции является средой, несущей кровяные клетки, белки и прочие компоненты, необходимые для защиты организма и других важных функций. Отличительная особенность незамкнутой циркуляторной системы -низкое и изменчивое давление, которое при увеличении движении животного может в несколько раз повышаться. Этот показатель не одинаково выражен в разных отделах системы: в активной конечности его значение выше, чем в бездействующей, а давление в сосудах конечности может оказываться более высоким, чем в сердце [11, 58].
Ритм сердечной деятельности. Частота сердечных сокращений (ЧСС) у крупных ракообразных, как правило, ниже, чем у мелких. Так, сердце у речного рака бьется с частотой 30-60 сокращений в 1 мин (при 20 °С), у небольшого водяного ослика - с частотой 180-200, у крошечной дафнии - 250-450 в 1 мин. В ряду крабов ЧСС с увеличением размеров тела уменьшается экспоненциально, но менее резко, чем интенсивность процессов обмена. У пойкилотермных ракообразных ЧСС увеличивается в 2-3 раза при
повышении температуры на 10 °С по сравнению с нормальной температурой тела. У камчатского краба в покое при 5 °С отмечена ЧСС - 18 -25 уд./мин Повышение температуры воды до 8 °С и 12 °С приводит к повышению ЧСС, соответственно: 25 - 35 уд./мин и 35 - 45 уд./мин, соответственно [6, 7].
Кровообращение у ракообразных менее эффективно, чем у костистых рыб, у которых одна и та же небольшая масса крови используется многократно. Время кругооборота гемолимфы у краба 37-65 с, у насекомых оно измеряется минутами, у млекопитающих составляет несколько секунд -8-16, у человека - 23 с [11].
2. ПРОДУКТЫ ПРОМЕЖУТОЧНОГО ОБМЕНА В ГЕМОЛИМФЕ
Белки. Гемолимфа декапод насыщена белковыми веществами такими, как сложные глико-протеиды (альфа макроглобулин и др.), липопро-теиды (комплексы белков и липидов), простые глобулярные белки (сывороточные альбумины), металлопротеид гемоцианин, а также каталитические и регуляторные белки. Эти белки участвуют в регуляторной, дыхательной, гемостати-ческой, защитной и экскреторной функциях; в постлиночном периоде вовлекаются в укрепление наружных покровов; в период вителлогенеза расходуются на синтез белков яйцеклеток; в латентный период жизни декапод - на обеспечение энергозатрат организма [10]. Общее содержание белка в гемолимфе речного рака и крабов колеблется от 2.2 до 14.6 г-%, изменяясь в течение межлиночного цикла и в зависимости от физиологического состояния особей (2, 10, 16, 28, 45, 54). Изучение изменчивости концентрации растворенных белков широкопалого рака (Astacus astacus) показало, что в предлиночный период количество протеина в гемолимфе увеличивается, затем снижается и до прежнего уровня восстанавливается лишь в конце послелиночного периода. Тенденция к повышению уровня белков гемолимфы непосредственно перед линькой [стадия ВА - по БгасИ, 1939] обусловлена перемещением резорбированных
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.