Функциональные особенности метаболизма металлов у рыб в современных биогеохимических условиях дельты р. Волги

Воробьев, Дмитрий Владимирович

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Функциональные особенности метаболизма металлов у рыб в современных биогеохимических условиях дельты р. Волги
ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Функциональные особенности метаболизма металлов у рыб в современных биогеохимических условиях дельты р. Волги"

На правах рукописи

003448Э10

Воробьев Дмитрий Владимирович

ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ МЕТАБОЛИЗМА МЕТАЛЛОВ У РЫБ В СОВРЕМЕННЫХ БИОГЕОХИМИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ ДЕЛЬТЫ р. ВОЛГИ

03.00.13 - физиология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

1 6 ОКТ 2008

Астрахань, 2008

003448910

Работа выполнена на кафедре физиологии и морфологии человека и животных Астраханского государственного университета.

Научный руководитель:

доктор биологических наук, профессор Давид Львович Теплый

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук,

профессор Александр Николаевич Неваленный

доктор медицинских наук, профессор,

заслуженный деятель науки РФ Вячеслав Федорович Киричук

Ведущая организация: Саратовский государственный университет им. Н.Г.Чернышевского

Защита состоится «_» «_» 2008г. в_часов на заседании

диссертационного совета ДМ 212.009.01 при Астраханском государственном университете по адресу: 414000, г. Астрахань, пл. Шаумяна 1. Естественный институт АГУ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке АГУ по адресу: 414000, Астрахань, пл.Шаумяна, 1.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор биологических наук

Ю.В. Нестеров

Общая характеристика работы

Актуальность проблемы. Возрастающее влияние антропогенных факторов на континентальные водоемы привело к повышению уровня металлов в водных экосистемах, в т. ч. в воде Волго-Каспийского бассейна, где в последние годы, например, содержание цинка увеличилось и достигло 2-3 ПДК (Сокольский, 1995; Костров, 1999; Щербакова, 2004; Шипу-лин, 2006; Воробьев и др., 2007 и др.)

С одной стороны цинк, медь, марганец, кобальт, железо и другие элементы относятся к жизненно важным факторам, необходимым в определенных количествах для нормального функционирования порядка 90 ферментов, части гормонов, витаминов, биосинтеза РНК и ДНК, влияющим на все виды обмена веществ в организме (Войнар, 1960; Ковальский, 1974; Школьник, 1974; Воробьев, 1979, 1982, 1993; Кузьмина, 198б,;Неваленный и др.; 2003; Абдурахманов и др.,2003; Скальный, 2004;), а с другой - находясь в больших количествах в воде и корме, они могут оказывать отрицательное (токсическое) влияние на рыб (Лукъяненко, 1967, 1980; Сокольский, 1995; Абдурахманов и др., 2003; Абдурахманов, Зайцев, 2004; Вшу et al., 2003; Calta, Cappolat, 2006; Buzy, Grosell, 2003; Fahzenfort et al., 2006; Wirum et al., 2006; Крючков, 2004,2007 и др.).

В связи с повышенным уровнем металлов в воде возникает необходимость исследования физиологического состояния рыб в естественных водоемах Нижней Волги и, в первую очередь, определить динамику металлов в органах и тканях производителей различных видов, исследовать их гематологические параметры, аминокислотную картину, выяснить пути поступления и выведения микроэлементов из организма, а также изучить влияние различного уровня кальция, цинка и температуры воды на физиологическое состояние рыб Волго-Каспийского региона, где в последнее десятилетие произошло катастрофическое снижение численности осетровых и других ценных видов рыб в естественных водоемах, в то время как естественный нерест белуги, осетра и севрюги на р.Волге почти прекратился (Иванов, 2001; Распопов, 2001)

Таким образом, аиуальность исследований предопределена необходимостью изучения влияния различных дозировок металлов, условий среды на рыб, получения данных о физиолого-биохимических параметрах различных видов половозрелых особей в современных биогеохимических условиях, а также разработкой новых методов и подходов, физиологических тестов с целью функциональной оценки производителей при искусственном воспроизводстве различных видов рыб (осетровые, карповые и другие) для восполнения рыбных запасов Волго-Каспийского бассейна. Цель исследования:

Изучить функциональные особенности динамики металлов в органах и тканях осетровых, карповых и окуневых рыб, а также исследовать влияние

ионных и температурных факторов среды на метаболические процессы в организме белого амура, выращиваемого в поликультуре в рыбоводных хозяйствах западно-подстепных ильменей дельты р. Волги, где ежегодно наблюдается широкий диапазон концентраций цинка, кальция в воде и ее значительные температурные колебания. Для достижения этой цели были поставлены задачи:

1) Изучить динамику распределения различных физиологически важных элементов - железа, марганца, цинка и меди (в отдельных случаях - алюминия, кобальта и др.) в органах и тканях производителей белуги, осетра, севрюги, стерляди, сазана, леща, жереха, красноперки, белого амура, пестрого толстолобика, судака и их физиолого-биохимические параметры на фоне биогеохимической обстановки, сложившейся в последние десятилетия XX - и начале XXI веков, - повышенного уровня отдельных металлов в воде дельты р.Волги.

2) Исследовать толерантность белого амура к различным концентрациям цинка в воде, а также в эксперименте при его введении per os рыбам, определить пути поступления и выведения цинка из организма растительноядных рыб. Выяснить роль пищеварительной системы и жабр в выделении металла и обмена цинка в организме.

3) Изучить влияние температуры воды и различного уровня кальция в ней на тканевый и органный обмен цинка в организме белого амура. Научная новизна:

На единой методологической (физиолого-биогеохимической) основе комплексно рассмотрены физиологические особенности содержания микроэлементов в органах и тканях различных семейств рыб: осетровые, карповые и окуневые, их физиологические показатели; выяснены пути поступления и выведения цинка у растительноядных рыб.

Впервые изучено влияние различных уровней цинка и его антагониста - кальция, а также температурного фактора на обменные процессы белого амура. Установлено, что повышение температуры воды при широком диапазоне концентрации в ней цинка влечет за собой не только утилизацию, но и выведение цинка из организма белого амура.

Показано, что рыбы могут регулировать обмен цинка в организме за счет изменения интенсивности всасывания металла кишечной стенкой и абсорбции жабрами, депонирования элемента кожей и костной тканью, и путем выведения его выделительными органами, в основном пищеварительной системой, жабрами, и, отчасти, почками.

Впервые, на примере белого амура обнаружена обратная связь между абсорбцией цинка из воды и концентрацией в ней кальция на фоне тканевого перераспределения металла в организме.

Впервые разработан физиологический тест- содержание цинка в форменных элементах крови- для определения обеспеченности им организма различных рыб.

Положения, выносимые на защиту:

1. Обмен железа, марганца, цинка и меди в органах и тканях у осетровых, карповых и окуневых рыб предопределяется биогеохимической обстановкой экосистем и существенно зависит от вида, пола и физиологического состояния гидробионгов.

2. Увеличение уровня кальция в воде (до известных пределов) снижает утилизацию цинка органами и тканями растительноядных рыб.

3. Температура воды, концентрация в ней цинка и пероральное введение его белому амуру обуславливают и утилизацию, и выведение металла из организма рыб, в основном, с помощью пищеварительной системы и жабр, и, отчасти, почками.

4. Повышение уровня цинка в воде и пероральное его введение белому амуру вызывает увеличение количества металла в форменных элементах крови, что позволяет использовать этот показатель метаболизма в качестве физиологического теста оценки функционального состояния растительноядных рыб в условиях аквакультуры.

Теоретическая значимость определяется установлением общих тенденций, видовых особенностей и полового диморфизма динамики физиологически важных металлов в органах и тканях производителей различных рыб и их физиолого-биохимических показателей, выяснением уровня тканевого и органного метаболизма и изучением путей поступления и выведения цинка у растительноядных рыб под влиянием различных концентраций цинка, кальция и колебаний температуры воды.

Практическое значение состоит в рекомендации определения содержания конкретного химического элемента в форменных элементах крови, как объективного и методически легко доступного физиологического теста обеспеченности организма рыб металлом, при их выращивании в различных биогеохимических условиях; применения исследованных нами физиологических параметров различных видов рыб, взятых из естественных водоемов, в качестве ориентира «нормального» функционального состояния производителей, при их выращивании и содержании в биогеохимических условиях рыбоводных предприятий и многократном (осетровые, карповые) использовании для получения молоди и товарной продукции. Материалы диссертации используются в лекционных курсах по физиологии и этологии животных, токсикологии, экологии и охране окружающей среды в Астраханском государственном университете.

2007г.; I Международной интерактивной конференции «Современные аспекты экологии, физиологии и физиолого-экологического образования», 16-19 мая, Москва-Астрахань, 2007 г.; II Всероссийской научной конференции «Экологические проблемы природных и урбанизированных территорий», Астрахань, 2008 г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 16 работ, 6 из которых -в изданиях перечня ВАК РФ.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 160 страницах, включает 11 таблиц и 63 рисунка. Состоит из введения, литературного обзора, 5-ти глав собственных исследований, заключения, выводов, списка используемой литературы, включающего 216 источников, в т. ч. 150 зарубежных.

Материал и методы исследования.

Исследования проведены в 2003-2008 гг. на различных видах рыб, находящихся в биогеохимических условиях субрегиона дельты р.Волги. Анализу были подвергнуты 4 экземпляра белуги - Huso huso L., 5 - осетра

- Acipenser queldenstaedtii Brant, 5 - севрюги - Acipenser stellatus pallas, 12

- стерляди - Acipenser ruthanus L., 192 - белого амура - Ctenopharyngodon idella Val., 36 - пестрого толстолобика - Aristichtus nobilis Rich, 41- леща -Abramis brama L., 42 - сазана - Cyprinus carpio L., 32 - жереха- Aspius aspius L., 145 - красноперки - Scardinius eritrophal L., 39 - судака -Lucioperca Cucioperca L.

Рыбу и других гидробионтов, а также грунты и воду отбирали на тонях «9-я Огневка» и «Чкаловская» Главного банка (ВКК) р.Волги, а также (растительноядных) в пресных западно-подстепных ильменях (Кара-булак, Власов, Б. Дата) Лиманского района Астраханской области. Модельные опыты на двухлетках белого амура проводили в аквариумах емкостью 80л. с водой, взятой из лиманских ильменей. Критерием оценки физиологического состояния рыб служили гематологические параметры, определяемые по общепринятым методикам, и аминокислотный спектр рыб, который оценивался с помощью автоматического анализатора 1200Е (Чехословакия). Металлы в грунтах (180 проб), воде (212 проб), в планктоне (81 проба), бентосе (69 проб), макрофитах (257 проб), органах и тканях рыб (2898 проб) определялись атомно-абсорбционным методом (Прайс, 1976; Бриц-ке, 1982) на спектрофотометрах AAS-1 и «HITACHI» -180-50. Анализ результатов исследований проведен с использованием программного пакета по стандартной программе обработки статистического материала «D'STAT», Microsoft Excel 97 Pro, Statqraf, Statistica. Достоверность различий оценивали по t-критерию Стьюдента (при уровне значимости 0.010.05).

Результаты исследований и их обсуждение

Функциональные особенности динамики Ре, Ъл, Си, Мп в органах и тканях различных видов рыб в биогеохимических условиях дельты р.Волги

Микроэлементы в водных экосистемах являются одним из регуляторов метаболизма рыб, и только комплексное физиолого-биогеохимическое исследование, включающее в себя изучение содержания микроэлементов в грунтах, воде, планктоне, бентосе, макрофитах и органах и тканях рыб, позволяет сделать выводы об обеспеченности водных экосистем микроэлементами, физиологическом состоянии рыб и их метаболизме в конкретных биогеохимических условиях (Ковальский, 1974; Воробьев, 1982, 1993, 2007).

В настоящее время металлы в грунтах водоемов дельты р.Волги выстраиваются в следующий убывающий ряд: Ре, 2п, Мп, Си, №, V, Сс1, а в воде-Ре, Zn, Си, Мп, V, Со, С& В грунтах водоемов р.Волги установлены сезонные колебания элементов, а наибольшее количество металлов обнаружено в слоях 0-5см и 15-20см. Нами выявлена тенденция увеличения микроэлементов от весны к осени, что объясняется не только обогащением илов отмирающими организмами, но и повышением активности грунтовых вод к осеннему периоду. Количество цинка в волжской воде значительно выросло относительно 60х -70х гг. XX века (Зайцев,1979, Андреев, 1980, Воробьев, 1982) и колеблется от 3 до 140мкг/л, в среднем -32,1±2,6мкг/л, а в водоемах западно-подстепных ильменей дельты р.Волги - соответственно: 8,2-151мкг/л и 30,9±2,8мкг/л, что в несколько раз превышает ПДК. Количество меди - от 2,0 до 40мкг/л, а в среднем -9,3±0,4мкг/л, причем, весной оно было выше, чем летом. Марганца обнаружено, в среднем, 9,8±0,7мгк/л, что в 1,5-2 раза выше средних величин для рек России (Патин, Морозов, 1981; Воробьев, 1993). В зоопланктоне металлы располагаются так: Ре>Мп>2п>Со>Си. Как правило, организмы планктона и бентосной фауны содержат исследуемые элементы, в зависимости от их количества в грунтах и воде (г=+0,87), обладая при этом видовой дифференциацией и хорошей способностью утилизации элементов из окружающей среды. Количество металлов у макрофитов зависит от биогеохимической обстановки водоемов, их физиологического состояния и вида растений - пищи белого амура.

Осетровые.

Изучение функциональных особенностей обмена металлов в органах и тканях белуги, осетра, севрюги и стерляди позволило выявить межвидовые различия уровня металлов у рыб. Установлено, что депонирование металлов органами и тканями у стерляди и севрюги (мирные рыбы) отличается от количества элементов у белуги (хищник). Физиологическая роль

железа в организме объясняется его участием в аэробном метаболизме, нарушения которого могут иметь серьезные последствия. В организме осетровых рыб железо присутствует в значительных количествах относительно других микроэлементов. Большие концентрации его обнаружены в органах, обильно снабженных кровью, где накопление этого металла происходит главным образом за счет геминного железа (Войнар, 1960; Воробьев, 1993, 2007 и др.). Медь в наибольшем количестве - 45,2±1,3 и 39,8±1,4 мг/кг утилизируется у самцов и самок рыб в селезенке. У всех рыб больше всего металлов содержится в печени , а меньше- в мышцах. У производителей осетровых рыб на IV стадии зрелости икры выявляются видовые и половые (СОЭ) отличия гематологических показателей (табл.1).

Таблица 1.

Гематологические показатели осетровых _

Вид рыб Концентрация гемоглобина, г % Число эритроцитов СОЭ, мм/ч Число лейкоцит. тыс/мм3

самцы самки

Белуга 9,1±0,82 0,92±0,05 5,8±0,31 7,3±0,22 79±2,72

Осетр 8,3±0,11 0,71±0,03 6,2±0,57 8,1±0,04 67±3,88

Севрюга 9,3±0,65 1,13±0,03 3,3±0,06 6,1±0,07 62±5,19

Стерлядь 7,9±0,08 1,21±0,17 3,0±0,06 4,7±0,22 81±9,95

Карповые.

Органы и ткани сазана, леща, жереха и красноперки по содержанию железа и меди располагаются так: печень > селезенка > чешуя > гонады > почки > жаберные лепестки > кровь > мышцы. В печени на единицу массы микроэлементов в несколько раз больше, чем в мышцах. В крови самцов сазана меди больше, чем у самок (р<0,05). Для марганца убывающий ряд выглядит следующим образом: чешуя, жаберные лепестки, печень, гонады, почки, кровь, селезенка, мышцы. При этом самки леща содержали в жаберных лепестках больше марганца, чем самцы (р<0,05), что свидетельствует о половом диморфизме рыб. У леща чешуя достоверно лучше (р<0,05) обогащена цинком, чем у сазана. В сравнении с лещом и жерехом, мышцы красноперки лучше обеспечены железом. Летом печень, почки и жаберные лепестки аккумулируют меди больше, чем весной, причем количество меди в печени и селезенке самцов в это время больше, чем у самок (р<0,05). Гематологические параметры всех изучаемых рыб находились в пределах физиологической нормы. У леща число эритроцитов составило 1,37±0,24 млн., лейкоцитов - 22,9±2,11 тыс., гемоглобина - 4,8±0,44 г/%, СОЭ -2,7±0,16мл., общий белок сыворотки крови - 6,22±0,5, а у жереха и красноперки - соответственно: 1,48±0,09,21,1±1,1, 6,1±0,8,2,6±0,12,5,78±0,6% и 1,62±0,54, 23,1±0,9, 8,6±1,1, 2,80,09, 6,99±0,71 перед нерестом. В период нагула достоверно увеличивается (р<0,05) число эритроцитов (на 12%), гемоглобина (на 8,9%) и общего белка сыворотки крови (на 11%), что не

выходит за пределы литературных данных (Оскаров, 1990 и др.). В мышцах, и особенно, в печени леща свободных аминокислот больше, чем у сазана, что служит, видимо, отражением видовой специфичности. Установленный нами высокий уровень аминокислот в печени рыб в сравнении с их содержанием в мышцах, согласуется с результатами других исследователей, изучающих аминокислоты пресноводных (щука, налим) и морских рыб (Ананичев, 1963; Петренко, 1998). В мышцах сазана и леща преобладающими компонентами является лизин, гистидин, аспарагиновая кислота, серии и о-аланин, лейцин, цистеин, что определяется функциональными различиями печеночной и мышечной ткани и, соответственно, специфической направленностью в них процессов метаболизма (табл.2).

Таблица 2.

Содержание свободных аминокислот у сазана и леща, мг %

Название аминокислот Сазан (п=12) Лещ (п=14)

мышцы печень мышцы печень

Цистеин 8,62±1,15 22,35±4,1 5,01±0,07 27,97±5,26

Цисгин - - - -

Лизин 47,27±2,08 22,74±1,04 41,03±2,67 13,09±1,37

Гистидин 35,07±2,72 26,91 ±3,08 37,19±2,37 79,6±4,85

Аргенин 29,21±4,76 15,01±0,85 16,07±2,26 54,01±5,48

Аспарагиновая к-та 11,55±1,25 21,35±1,43 11,11±1,87 67,03±7,85

Серин 10,53±2,07 18,06±2,24 8,86±0,68 24,69±3,41

Глицин 2,89±0,06 5,42±0,08 2,09±0,06 28,04±3,06

Глутаминовая к-та 4,01 ±0,07 38,98±4,32 14,06±0,78 24,66±3,08

Треонин 3,32±0,03 14,9±1,34 8,77±0,бб 55,01±5,28

а-аланин 10,77±094 28,07±2,58 9,81±1,84 42,9±1,03

Пролин 1,33*0,04 4,85±0,46 2,04±0,09 107,07±5,21

Тирозин 1,23±0,12 8,36±1,41 2,36±0,12 24,57±3,23

Метионин 0,30±0,02 3,67±0,71 1,07±0,24 32,01±1,69

Валин 1,79±0,03 31,03±2,38 7,02±0,38 87,34±19,21

Фенил ал анин - - - -

Триптофан - - - -

Лейцин + Изолейцин 1,74±0,03 37,06±4,14 5,09±0,16 68,66±3,28

Сумма аминокислот 169,01±6,98 298,76±12,4 171,58±10,2 736,65±17,2

Мы обнаружили различия аминокислотных спектров у самок и самцов белого амура (табл.3). Наибольшее количество свободных аминокислот содержится в мышцах самок, что говорит о преобладании процессов распада мышечного белка в их организме в период начала формирования половых продуктов. У пестрого толстолобика, имеющего более значимые показатели весового роста, в крови достоверно больше эритроцитов, гемоглобина и общего белка, чем у белого амура (р<0,05).

Таблица 3.

Содержание свободных аминокислот у двухлеток белого амура, мг. %

Наимено- Самки (п=10) Самцы (п=9)

вание аминокислот мыш- пе- гона- кровь мыш- пе- гона- кровь

цы чень ды цы чень ды

Цисгин 59,15 33,82 57,05 23,60 58,93 82,92 187,32 42,85

Лизин 159,57 14,87 30,25 12,08 - 34,52 26,85 11,43

Гиствдин 274,83 28,89 51,04 33,36 11,01 - 24,09 49,65

Аргенин 195,85 21,72 36,21 23,29 166,61 28,72 38,84 21,99

Аспараги-новая к-та 41,38 47,25 50,13 67,83 193,21 31,63 43,39 90,82

Серин 42,24 27,14 34,57 18,01 23,34 23,89 32,88 22,80

Глицин 25,54 5,15 12,01 17,88 14,72 20,45 15,79 20,84

Глутами-но-вая к-та 52,78 18,55 46,47 41,81 73,97 42,65 144,08 62,00

Треонин 35,72 8,48 22,38 17,09 25,89 16,01 27,48 20,15

а-аланин 32,81 29,36 23,95 20,02 42,43 43,08 10,15 41,81

Пролин 16,97 12,49 17,24 19,86 10,28 12,86 17,15 13,54

Тирозин 11,32 31,68 - - 21,27 24,25 - 12,86

Метиоиин - 13,77 - - - 23,38 11,3 20,58

Триптофан - - - - - - - 38,96

Валин 10,01 10,06 15,84 22,81 10,58 13,64 18,57 28,37

Фенилала-нин 25,82 25,08 44,09 60,06 33,92 33,25 47,55 75,86

Лейцин 12,61 12,88 26,68 36,86 18,77 20,48 82,51 42,16

Изолейцин 13,92 10,14 26,87 38,85 19,84 22,09 81,02 44,25

Сумма

свободных аминокис- 1010,49 351,33 494,78 453,41 724,77 445,1 852,36 660,92

лот

По содержанию микроэлементов органы и ткани растительноядных рыб располагаются в следующей последовательности: по железу: печень > кровь > жаберные лепестки > почки > кишечная стенка > мышцы; по меди: печень > почки > жаберные лепестки > стенка кишечника > мышцы > кровь; по цинку: печень > жаберные лепестки > кровь > почки > мышцы > стенка кишечника; по марганцу: жаберные лепестки > стенка кишечника > печень > почки > мышцы > кровь.

Обмен микроэлементов в организме всех исследуемых видов рыб тесно связан с факторами пищевых цепей рыб. Так, в июле — сентябре наблюдается процесс накапливания железа и марганца мышцами белого амура, что согласуется с хорошей кормовой базой нагульных прудов и увели-

чением скорости синтеза мышечной ткани при значительных количествах всех элементов в печени и, как следствие этого, высоким уровнем окислительно-восстановительных процессов, протекающих в это время. У толстолобика довольно высокое содержание железа, меди, марганца и цинка обнаружено в печени в середине июля, когда он активно питался планктоном, ассимилирующим большие количества микроэлементов, количество которого в этот период было самым большим за сезон. Следует отметить, что пестрый толстолобик, чья пищевая цепь наиболее обогащена микроэлементами, аккумулирует в своем организме самые большие количества железа, меди, марганца и цинка, что согласуется с наиболее высоким темпом роста этого вида относительно белого амура. У планктофага выявлена очень сильная связь между количеством цинка и железа в печени (г=+0,917), марганца и меди в мышцах (г=+0,981), цинка и марганца в мышцах (г=+0,902). Установлена достоверная отрицательная коррелятивная связь по меди в мышцах и печени белого амура (г = -0,770).

Окуневые.

В порядке убывающей последовательности по содержанию марганца органы и ткани производителей судака располагаются следующим образом: чешуя, жаберные лепестки, печень, гонады, почки, кровь, селезенка, мышцы; по цинку: печень, жаберные лепестки, почки, гонады, кровь, мышцы. Депонирование печенью цинка в преднерестовый и, особенно, в посленерестовый периоды свидетельствует о высоком уровне процессов метаболизма у хищника в этом органе. Характерно, что в преднерестовый период гонады самцов и самок содержали достоверно больше цинка (Р<0,05), чем в посленерестовый. Такая закономерность наблюдалась нами и у осетровых, и карповых рыб, что, видимо, следует считать общим физиологическим свойством всех изучаемых семейств рыб. Накопление меди гонадами в период нереста, также как и цинка, связано с присутствием в этих органах высокоактивных металлоорганических комплексов, содержащих медь и цинк, необходимых для нормального созревания половых продуктов и дальнейшего процесса эмбриогенеза. Суммарное содержание свободных аминокислот оказалось наибольшим в печени судака (347±15,1 мг%), где происходят активные процессы переаминирования и дезамини-рования аминокислот, а в мышцах их в два раза меньше, чем в печени и в два раза больше, чем в крови (79,1±6,12 мг%). Микроэлементные, гематологические показатели и аминокислотный спектр у производителей судака не выходили за пределы интервалов аналогичных параметров, приводимых другими авторами (Воробьев, Шкодин,1980; Воробьев, 1982,1993). Это свидетельствует о нормальном физиологическом состоянии всех изучаемых рыб, взятых из естественных водоемов дельты р. Волги, и может быть использовано в практике аквакультуры в качестве физиологических

тестов для оценки производителей различных видов рыб, находящихся в водоемах рыбоводных хозяйств.

Влияние различных уровней цинка в воде на его обмен в органах и тканях белого амура

Учитывая биогеохимическую ситуацию западно-подстепных ильменей, колебание содержания цинка в воде и его и физиологическую роль в организме, мы испытали воздействие различных концентрации этого элемента на организм белого амура, который составляет значительную часть продукции изучаемых водоемов. Установление корреляционных зависимостей между элементами, видами рыб и их органами и тканями по содержанию металлов позволяет подвести определенную теоретическую базу под разработку вопроса о воздействии на физиологические параметры растительноядных рыб различных макро- и микроэлементов, выявляя синерги-ческие и антагонистические отношения между химическими элементами.

В наших модельных опытах участвовали двухлетки белого амура, помещенные в аквариумы, в воду которых добавляли Хп 804 так, чтобы количество цинка составило 50мкг/л, ЮОмкг/л и 150мкг/л на металл. В контроле (ильменная вода) цинка присутствовало 32,1±1,7мкг/л, а содержание кальция составило 51мг/л, кислорода - 9,01 мг/л, рН - 7,1 температура воды - 18°С, М§+2 - 0,48мг/л, Ыа++ К+ - 80-155мг/л, С1" -110мг/л, БО2" -70мг/л, НС03- 115мг/л, жесткость воды - 32,8, Н°. В период эксперимента рыбы корм не получали. При такой постановке опыта основным местом поступления цинка в организме рыб могут быть только жабры и кожный покров. Мы обнаружили, что количество цинка в жабрах во всех опытных группах возрастает и не зависит от времени пребывания, а определяется содержанием металла в воде (рис.1). В то же время в форменных элементах крови (рис.2) содержание цинка увеличивалось по мере пребывания рыб в среде с повышенным уровнем металла. Количество цинка в почках, печени, кишечнике и мышечной ткани белого амура повышалось лишь при его концентрации в воде, равной 100-150мкг/л (р<0,05). Следовательно, рыбы могут усваивать ионы цинка непосредственно из воды, при этом уровень его утилизации в организме зависит от концентрации этого металла в среде обитания. Нас интересовал вопрос не только сравнительной оценки биогенной миграции металлов в органах и тканях разных видов рыб при встречающихся количествах цинка в воде дельты р.Волги, но и физиология поведения белого амура в воде с летальной (Веп^воп, 1974; Лукъяненко, 1967, 1990; Winum е! а1, 2006) дозировкой цинка, равной, по мнению авторов - 20мг/л. Мы решили несколько увеличить дозировку металла до 25мг/л воды. Веп^воп (1974) наблюдал гибель морских рыб от острого отравления цинком, обусловленного резким снижением проницаемости жаберного эпителия для кислорода. Наш опыт продолжался 10 дней. Рыб на анализ брали через 3,12 и 24 часа. Оказалось, что выбранная на ос-

новании литературных данных и, даже несколько увеличенная доза цинка не привела белого амура к летальному исходу, хотя воздействие цинком на рыб мы наблюдали до 10 дней. В первые часы у опытных амуров резко повысилась двигательная активность, участились дыхательные движения, усилилась слизеобразовательная функция кожных покровов и слизистых клеток жабр, участились кашлевые рефлекторные движения. Через 6-7 часов все это прекратилось, кроме кашлевого рефлекса, который наблюдался до 16 часов нахождения рыб в опыте. Максимум утилизации металла в органах рыб достигал к концу первых суток, превышая контроль лишь в два раза.

Рисунок 1. Влияние содержания цинка в воде на его концентрацию в жабрах белого амура

Рисунок 2. Влияние содержания цинка в воде

на его концентрацию в форменных элементах крови белого амура

^Г-Т\\ 1т

Жабры Кожа Мышщы Гонады Печень Почки ФЭК

и Контроль

□ 3 часа 012 часов

□ 24 часа

Рисунок 3. Влияние высокого (25 мг/л) содержания сульфата цинка в воде на распределение цинка в органах и тканях белого амура

Исключение составили почки и форменные элементы крови (рис.3), что свидетельствует о существовании у растительноядных рыб физиологического механизма регуляции содержания цинка в организме, который препятствует чрезмерному накоплению металла у белого амура. Вполне вероятно, что при высоком уровне цинка в воде барьерную функцию могут выполнять жабры, о чем свидетельствует кашлевой рефлекс у опытных белых амуров при помещении их в воду с высоким уровнем цинка, что как раз отражает, видимо, эту защитную реакцию. По-видимому, у рыб существует разная видовая чувствительность к высоким дозам цинка в воде, тем более, что в материнских водоемах растительноядных рыб (реки Дальнего Востока и Китая) вода содержит в 5-7 раз больше цинка, чем вода р.Волги, поэтому, вероятно, белый амур и проявил такую(возможно генетически закрепленную) устойчивость к цинку.

Зависимость обмена цинка в организме белого амура от различного содержания ионов кальция в воде

Известно, что токсическое действие цинка на теплокровных животных снижается при увеличении содержания ионов кальция в среде обитания (\Valravens, 1994). Предполагается, что защитное действие кальция предопределяется снижением проницаемости тканей для поступления цинка в организм животных(Оиуо1 е1. а1, 2000). В наших опытах двухлеток белого амура содержали в аквариумах, где уровень кальция в воде доводили до 50, 100, 150 и 300 мг/л при естественном уровне цинка - 32,1±1,2 мкг/л, температура воды колебалась от 18 до 19,5°С. Следует отметить, что при низких концентрациях кальция в воде в органах и тканях белого амура накапливалось больше цинка, чем при повышенных (ЗООмг/л). Это справедливо для печени, почек, кожи, мышечной ткани, форменных элементов и жабр (рис.4,5). Нами установлено, что существует обратная зависимость между концентрацией кальция в воде и накоплением цинка в тканях белого амура. Эта закономерность, однако, проявлялась лишь в том случае, если содержание кальция не превышало 150мг/л.

Рисунок 4. Распределение цинка в печени, почках, кишечнике, жабрах, мышцах и коже белого амура, содержащегося в воде с разной концентрацией кальция

Рисунок 5. Влияние различных концентраций кальция в воде на содержание цинка в периферической крови белого амура

При более высоком количестве кальция (ЗООмг/л) выявлено парадоксальное явление - концентрация цинка в ряде органов и тканей (печень, кишечная стенка, жабры и кожа) достигала уровня, который отмечался у белого амура при его пребывании в воде с низким содержанием кальция. Механизм такого явления становится объяснимым, если исходить из результатов исследований В. Д. Соломатиной и Т. Г. Гребенкиной (1978), которые показали, что интенсивность поглощения кальция карпом пропорциональна его концентрации в воде только в диапазоне от50 до 200 мг/л. При 400мг/л содержание кальция в органах карпа снижалась, что авторы связывают с нарушением всасывания кальция жабрами. Вероятно уменьшение количества кальция в тканях рыб в наших условиях сопровождается повышенной утилизацией ими цинка. Такое допущение вполне вероятно поскольку снижение уровня цинка мышцах, почках и тенденция к уменьшению его количества в форменных элементах крови свидетельствуют о меньшем поступлении цинка в организм (рис.4, 5). Из этого можно заключить что накопление цинка в организме белого амура зависит от содержания ионов кальция в воде и органах и тканях рыб.

Влияние температуры на обмен цинка при его пероральном поступлении в организм белого амура.

Опыты проводили при температуре воды 18°С, 25°С и 28°С в аквариумах, при содержании цинка в воде - 31,8±1,6мкг/л. Рыб в опыте (5 суток) не кормили и ежедневно вводили водный раствор ZnS04 per os зондом один раз в сутки в кишечник в дозах 150,250 и 400 мкг по металлу на 1 кг массы тела белых амуров. Контрольные рыбы дополнительно цинк не получали.

Рисунок 6. Влияние температуры воды и количества вводимого per os цинка на его содержание в стенке кишечника белого амура

Рисунок 7. Влияние температурного фактора и перорального введения цинка на его содержание в жабрах белого амура

Введение per os цинка влекло за собой повышение его количества в кишечной стенке (рис.6), относительно контроля, при всех изучаемых температурах воды и зависело ещё от времени пребывания белых амуров в эксперименте. Следует подчеркнуть, что при температуре воды, равной в стенке кишечника содержалось наибольшее количество цинка при его пероральном введении во всех изучаемых дозировках. При повышении температуры до 28°С и при дозе цинка, равной 250мкг, утилизация его стенкой кишечника была ниже и не превышала уровня цинка в условиях меньших нагрузок (150мкг). Следовательно, на усвоение цинка кишечной стенкой оказывает влияние и уровень поступающих солей и, что весьма существенно, температура окружающей рыб среды. Количество цинка в крови белого амура при t=25°C было тем выше, чем больше была доза получаемого рыбой металла. Аналогичная картина наблюдалась и для печени, почек, кожи и мышц. Концентрация цинка в жабрах возрастает с увеличением дозы цинка per os (рис.7). Причем, при пероральном введении металла его количество в жабрах больше, чем при добавлении цинка в воду. Следовательно можно сделать вывод о возможной экскреции этого элемента жаберным эпителием Высокая температура (28°С) приводила к обеднению цинком некоторых органов. Если при относительно низких температурах воды пониженная утилизация тканями цинка может быть ре-

зультатом его замедленного поступления в организм, то при достаточно высоких температурных условиях это может происходить за счет более интенсивного расходования цинка. Видимо, в это время повышается и потребность белого амура в цинке.

На примере контрольных рыб мы изучили влияние различных температур на выделение цинка из организма белого амура при непосредственной усвояемости цинка из воды. Выяснено, что при относительно небольших количествах цинка в воде контрольных рыб (31,8±1,б мкг/л) повышение ее температуры приводило к увеличению (р<0,05) экскреции металла с калом (25°С-28°С) и мочой (25°С) в 1,5-2 раза (рис.8,9), что свидетельствует о связи метаболизма цинка с общим уровнем обмена веществ белого амура.

О 1п 150 иг/к ■ гп 250 мг/к

а гп 400 на □ Контроль

18 25 28 1-е сутки

18 25 28 2-е сутки

25 23 5-е сутки

Рисунок 8. Суточное выделение цинка с фекалиями у белого амура

при пероральном введении микроэлемента под влиянием температурного фактора

18 25 28 1-е сутки

18 25 2-е сутки

Рисунок 9. Суточное выделение цинка с мочой у белого амура

при пероральном введении микроэлемента под влиянием температурного фактора

|1мН

Рисунок 10. Влияние температурного фактора и перорального введения цинка на его концентрацию в желчи белого амура

Мы полагаем, что часть выделяемого с фекалиями микроэлемента поступает в кишечник рыб с желчью, что подтверждается увеличением в ней цинка (рис.10) при повышенных температурах. Преимущественное выделение цинка (рис.10) пищеварительной системой, а не почками, вероятно связано с образованием комплексных соединений микроэлемента с белками и другими крупномолекулярными структурами крови(Войнар, 1960; Абдурахманов и др., 2004) неподдающимися фильтрации в почечных клубочках, что и предопределяет невысокий уровень экскреции с мочой этого металла (рис.9), что согласуется с данными об увеличении концентрации цинка в желчи уже через несколько часов после его влияния на рыб.

Изучение количества цинка в жабрах показало, что оно зависит и от температурного фактора, и от количества металла, поступающего в организм белого амура. Следовательно, у рыб цинк выводится в, основном, с фекальными массами и, вероятно, в какой-то мере - жабрами и лишь очень незначительная его часть - с мочой.

выводы

1. Обмен цинка, марганца, железа и меди в органах и тканях различных рыб (осетровые, карповые и окуневые) зависит от уровня содержания металла в основных компонентах экосистем дельты р. Волги и, прежде всего, от содержания их в воде и пище рыб, а также от вида, пола, физиологического состояния и функциональных особенностей органов и тканей. Физиологические параметры изучаемых видов рыб находились в пределах нормы и могут быть использованы в качестве критериев оценки производителей в аквакультуре.

2. Растительноядные рыбы могут регулировать обмен цинка в организме как путем изменения интенсивности усвоения его кишечной стенкой, так и с помощью жаберного аппарата, утилизацией металла мышцами, кожей, костной тканью и выведением микроэлементов экскреторными органами, где главное место занимает пищеварительная система.

3. Поступление, распределение и усвоение цинка органами и тканями белого амура находится в прямой зависимости от содержания микроэлемента в воде и от количества перорального поступления металла в организм растительноядных рыб.

4. Между усвоением белым амуром цинка из воды и содержанием в ней кальция существует обратная связь, проявляющаяся на фоне биогенной миграции микроэлемента в органах и тканях растительноядных рыб.

5. Повышение температуры воды влечет за собой не только усиление усвоения тканями цинка, но и увеличение выведения его из организма белого амура при более высокой (28°С) температуре воды.

6. Показателем уровня цинка в организме рыб служит количество металла в форменных элементах крови, что может использоваться в качестве физиологического теста при оценке функционального состояния рыб в практике аквакультуры.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Воробьев Д.В. Динамика микроэлементов в онтогенезе осетра в условиях Волго-Каспийского бассейна / Воробьев Д.В., Воробьев В .И., Щербакова Е.Н //. Международная конференция «Тяжелые металлы и радионуклиды в окружающей среде», - Семипалатинск; СГПИ, 2006, т.2 - С.25-30.

2. Воробьев Д.В. Биогенная миграция микроэлементов в онтогенезе белуги (Huso huso L.) в условиях Нижней Волги / Каниева H.A., Воробьев Д.В., Осипова JI.A //. Вестник Астраханского государственного технического университета, №3 (32) /, 2006, май-июнь, Астрахань, изд. АГТУ. С.125-130.

3. Воробьев Д.В. Влияние различных уровней цинка в воде на обмен металлов в органах и тканях белого амура /Воробьев Д.В.//. Международная научная производственная конференция «Экология биосистем: проблемы изучения, индикации и прогнозирования», - Астрахань. Издательский дом Астраханского государственного университета, ч.2, 2007, -С.173-174.

4. Воробьев Д.В. Зависимость биогенной миграции микроэлементов в организме белого амура от различных количеств Са+2 в воде / Воробьев Д.В. //. Международная научная производственная конференция «Экология биосистем: проблемы изучения, индикации и прогнозирования». Астрахань, т. 2,2007, С.174-175.

5. Воробьев Д.В. Биогенная миграция металлов в фунтах, воде и растениях Нижней Волги /Воробьев Д.В., Андрианов В.А., Осипов Б.Е.// Сб. статей (Составители: В.П. Пилипенко и A.B. Федотова). Астрахань. Издательский дом Астраханского госуниверситета, ч.И. 2007. С. - 16-22.

6. Воробьев Д.В. Толерантность животных и растений к тяжелым металлам. / Воробьев Д.В. // Сб. статей «Современные проблемы агроком-плекса Астраханской области» / составители: В.Н. Пилипенко, A.B. Федотова. - Астрахань. Издательский дом Астраханского госуниверситета, ч.П. 2007. С. - 22-24.

7. * Воробьев Д.В. Зависимость биогенной миграции цинка в организме белого амура от различного содержания кальция в воде / Воробьев Д.В., Теплый Д.Л. // Естественные науки. Журнал фундаментальных и прикладных исследований №1 (18). Астрахань, 2007, С.37-38.

8. * Воробьев Д.В. Влияние различных уровней цинка в воде на его обмен в органах и тканях белого амура / Воробьев Д.В. // Естественные науки. Журнал фундаментальных и прикладных исследований №1 (18). Астрахань, 2007, С.38-40.

9. Воробьев Д.В. Биогенная миграция металлов в экосистемах западно-подстепных ильменей Астраханской области / Воробьев Д.В., Воробьев В.И. // Современные аспекты экологии и экологического образования.

Доклады первой международной научной конференции Федерального Агентства по образованию РФ 16-19 мая 2007 г., Астрахань, С. 42-48. 10.* Воробьев Д.В. Динамика тяжелых металлов в основных компонентах экосистем дельты р.Волги. / Воробьев Д.В. // Естественные науки. Журнал фундаментальных и прикладных исследований №3 (20). Астрахань, 2007,

11.* Воробьев Д.В. Адаптация рыб и растений к тяжелым металлам / Воробьев Д.В., Воробьев В.И. // Естественные науки. Журнал фундаментальных и прикладных исследований №4 (21). Астрахань, 2007, C.I6-18.

12.Воробьев Д.В. Физиолого-биогеохимнческие основы применения микроэлементов в аквакультуре. / Воробьев Д.В., Искра Т.Д., Кириллов В.Н., Воробьев В.И. // Изд. ООО ЦНТЭБ. Астрахань, 2008., С.360.

13.* Воробьев Д.В. Влияние температуры на физиологический механизм обмена цинка при его различном поступлении в организм белого амура. / Воробьев Д.В. // Естественные науки. Журнал фундаментальных и прикладных исследований №1 (22). Астрахань, 2008, С.12-15.

14.* Воробьев Д.В. Физиологическая характеристика карповых рыб в условиях дельты р.Волги / Воробьев Д.В., Воробьев В. И. // Естественные науки. Журнал фундаментальных и прикладных исследований №1 (22). Астрахань, 2008, С. 15-17.

15.Воробьев Д.В. Динамика некоторых микроэлементов в донных отложениях прудов, в воде и рыбе осетровых рыбоводных заводов Астраханской области / Воробьев Д.В., Воробьев В.И., Щербакова E.H. // Альманах современной науки и образования: Изд-во «Грамота», вып. 5(12), г.Тамбов, 2008. С.31-33

16.Воробьев Д.В. Функциональные особенности организма растительноядных рыб под влиянием цинка, кальция и температуры воды в современных биогеохимических условиях дельты р.Волги / Воробьев Д.В. // Материалы II Всероссийской научной конференции «Экологические проблемы природных и урбанизированных территорий». Издательский дом «Астраханский государственный университет». Астрахань, 2008. С.74.

* - публикации в печатных изданиях перечня ВАК РФ

С.11-16.

Подписано в печать 16.09.2008. Уч.-нзд л. 1,3 Уел печ л. 1,2. Заказ Ха 1564 Тираж 100 экз.

Оттиражировано в Издательском доме «Астраханский университет» 414056, г. Астрахань, ул. Татищева, 20 Тел (8512) 54-01-87, факс (8512) 54-01-89, Е-тай з5црге55@узлсЗех ги

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Воробьев, Дмитрий Владимирович

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. Литературный обзор 8

ПОЛУЧЕННЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

ГЛАВА II. Материал и методы исследований 47

ГЛАВА III. Функциональные особенности динамики Fe, Mn, Zn и

Си в органах и тканях различных видов рыб в биогеохимических 53условиях дельты р.Волги. а). Динамика металлов в грунтах, воде, планктоне, бентосе и макрофитах. б). Функциональные особенности обмена микроэлементов в органах и тканях осетровых, карповых и окуневых рыб.

ГЛАВА IV. Влияние различных уровней цинка в воде на его обмен 9у 102 в органах и тканях белого амура.

Глава V. Зависимость обмена цинка в организме белого амура от юб 112 различного содержания ионов кальция в воде.

ГЛАВА VI. Влияние температуры на обмен цинка при его } ^д пероральном поступлении в организм белого амура.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Функциональные особенности метаболизма металлов у рыб в современных биогеохимических условиях дельты р. Волги"

Актуальность проблемы. Возрастающее влияние антропогенных факторов на континентальные водоемы привело к повышению уровня металлов в водных экосистемах, в т. ч. в воде Волго-Каспийского бассейна, где в последние годы, например, содержание цинка увеличилось и достигло 2-3 ПДК (Сокольский, 1995; Костров, 1999; Щербакова, 2004; Шипулин, 2006; Воробьев и др., 2007 и др.)

С одной стороны цинк, медь, марганец, кобальт, железо и другие элементы относятся к жизненно важным факторам, необходимым в определенных количествах для нормального функционирования порядка 90 ферментов, части гормонов, витаминов, биосинтеза РНК и ДНК, влияющим на все виды обмена веществ в организме (Войнар, 1960; Ковальский, 1974; Школьник, 1974; Воробьев, 1979, 1982, 1993; Кузьмина, 1986; Неваленный и др.2003; Абдурахманов и др.,2003; Скальный, 2004;.), а с другой - находясь в больших количествах в воде и корме, они могут оказывать отрицательное (токсическое) влияние на рыб (Лукъяненко, 1967, 1980; Сокольский, 1995; Абдурахманов и др., 2003; Абдурахманов, Зайцев, 2004; Bury et al., 2003; Calta, Cappolat, 2006; Buzy, Grosell, 2003; Fahzenfort et al., 2006; Wirum et al., 2006; Крючков, 2004, 2007 и др.).

Таким образом, актуальность исследований предопределена необходимостью изучения влияния различных дозировок металлов и их антагонистов, условий среды на рыб, получения данных о физиолого-биохимическом статусе различных видов половозрелых особей в современных биогеохимических условиях, а также разработкой новых методов и подходов, физиологических тестов для функциональной оценки производителей при искусственном воспроизводстве различных видов рыб (осетровые, карповые и другие) для восполнения рыбных запасов Волго-Каспийского бассейна.

Цель исследования:

Изучить функциональные особенности динамики металлов в органах и тканях осетровых, карповых и окуневых рыб, а таюке исследовать влияние ионных и температурных факторов среды на метаболические процессы в организме белого амура, выращиваемого в поликультуре в рыбоводных хозяйствах западно-подстепных ильменей дельты р. Волги, где ежегодно наблюдается широкий диапазон концентраций цинка, кальция в воде и ее значительные температурные колебания.

Для достижения этой цели были поставлены задачи:

1) Изучить динамику распределения различных физиологически важных элементов - железа, марганца, цинка и меди (в отдельных случаях -алюминия, кобальта и др.) в органах и тканях производителей белуги, осетра, севрюги, стерляди, сазана, леща, жереха, красноперки, белого амура, пестрого толстолобика, судака и их физиолого-биохимические параметры на фоне биогеохимической обстановки, сложившейся в последние десятилетия XX - и начале XXI веков, - повышенного уровня отдельных металлов в воде дельты р.Волги.

2) Исследовать толерантность белого амура к различным концентрациям цинка в воде, а также и при его введении per os рыбам, определить пути поступления и выведения цинка из организма растительноядных рыб. Выяснить роль пищеварительной системы и жабр в выделении металла и обмена цинка в организме.

3) Изучить влияние температуры воды и различного уровня кальция в ней на тканевый и органный обмен цинка в организме белого амура.

Научная новизна:

- На единой методологической (физиолого-биогеохимической) основе комплексно рассмотрены физиологические особенности содержания микроэлементов в органах и тканях различных семейств рыб: осетровые, карповые и окуневые, их физиологические показатели; выяснены пути поступления и выведения цинка у растительноядных рыб.

- Впервые изучено влияние различных уровней цинка и его антагониста - кальция, а также температурного < фактора на обменные процессы белого амура. Установлено, что повышение температуры воды при широком диапазоне концентрации в ней цинка влечет за собой не только утилизацию, но и выведение цинка из организма белого амура.

- Показано, что рыбы могут регулировать обмен цинка в организме за счет изменения - интенсивности всасывания металла кишечной стенкой и абсорбции жабрами, депонирования элемента кожей и костной тканью, и путем выведения его1 выделительными органами, в основном пищеварительной системой, жабрами, и, отчасти, почками.

- Впервые, на примере белого амура обнаружена обратная связь между абсорбцией цинка из воды и концентрацией в ней кальция на фоне тканевого перераспределения металла в организме.

- Впервые разработан физиологический тест- содержание цинка в форменных элементах крови- для определения обеспеченности им организма различных рыб.

Положения, выносимые на защиту:

Практическое значение состоит в рекомендации определения содержания конкретного химического элемента в форменных элементах крови, как объективного и методически легко доступного физиологического теста обеспеченности организма рыб металлом, при их выращивании в различных биогеохимических условиях; применения исследованных нами физиологических параметров различных видов рыб, взятых из естественных водоемов, в качестве ориентира «нормального» функционального состояния производителей, при их выращивании и содержании в биогеохимических условиях рыбоводных предприятий и многократном (осетровые,. карповые) использовании для получения молоди и товарной продукции. Материалы диссертации используются в лекционных курсах по физиологии и этологии животных, токсикологии, экологии и охране окружающей среды в Астраханском государственном университете.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены на: Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых «Молодые ученые: новые идеи и открытия» (г. Курган, 14-16 июня 2006г.); III Международной научно-практической конференции «Тяжелые металлы и радионуклиды в. окружающей среде», Семипалатинск, 2006г.; Международной научно-практической конференции. «Экология биосистем: проблемы изучения, индикации и прогнозирования», Астрахань, 2007 г.; Г Международной; интерактивной конференции. «Современные аспекты экологии, физиологии и физиолого-экологического образования», 16-19 мая, Москва-Астрахань, 2007 г.; II Всероссийской научной конференции; «Экологические проблемы природных' и- урбанизированных территорий», Астрахань, 2008 г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано- 16 работ, 6 из которых - в изданиях перечня ВАК РФ.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 160 страницах, включает. 11 таблиц и 63 рисунка. Состоит из введения, литературного обзора, 5-ти глав собственных исследований, заключения, выводов, списка используемой литературы, включающего 216 источников, в т. ч. 150 зарубежных.

Заключение Диссертация по теме "Физиология", Воробьев, Дмитрий Владимирович

ВЫВОДЫ

ЗАКЛЮЧНИЕ

Физиологическое значение железа, марганца, цинка и меди в организме гидробионтов чрезвычайно велико. Эффективность биологического действия металлов определяется их количеством во внешней среде и в организме. Как недостаточное, так и избыточное содержание одного элемента (или группы элементов) в органах и тканях водных организмов сопровождается снижением функциональной деятельности организма в целом и нарушением биосинтетических и биоэнергетических процессов (Helling, Popjak, 1991; Lambot, et al., 1998; Wong, et al., 2006). Поэтому выяснение особенностей биогенной миграции металлов в органах и тканях рыб, в зависимости их концентрации в среде и путей поступления микроэлементов в организм, имеет не только физиологическое, но и большое рыбоводное значение.

Основываясь на биогеохимической парадигме, мы комплексно рассмотрели биогенную миграцию металлов в основных компонентах экосистем водоемов и органах и тканях различных семейств рыб: осетровые, карповые и окуневые, их физиологические показатели; выяснены пути поступления и выведения цинка у растительноядных рыб.

Резкое снижение числа производителей ценных видов рыб в условиях дельты р.Волги в последние годы предопределяет необходимость содержания половозрелых рыб в условиях рыбоводных хозяйств и их многоразовое использование. Поэтому перед тем, как взять половые продукты самок и самцов для проведения оплодотворения икры, неизбежно встает вопрос о физиологическом состоянии производителей. Нам представляется, что полученные нами данные о динамике металлов в органах и тканях рыб, их гематология и аминокислотный спектр послужит определенным вкладом в разработку физиологических «норм» для самцов, самок, используемых в аквакультуре различных регионов России. Сегодня это достаточно хорошо разработанные разделы в физиологии человека и сельхозживотных, и они активно используются медиками и животноводами, в то время как у рыб имеются лишь фрагментарные данные физиологического статуса производителей и их готовности к воспроизводству в конкретных биогеохимических условиях водных экосистем России, так как раньше рыбоводы брали производителей из естественных водоемов и исследовали лишь качество икры и спермы, подразумевая, что это физиологически - здоровые особи и их можно разово использовать в целях, например, заводского осетроводства, в нерестово-выростных хозяйствах и т.п. не изучая их физиологию. Сегодня ситуация резко изменилась и рыбы, в т.ч. производителей в естественных водоемах становится меньше с каждым годом. Почти исчез нерест осетровых рыб в условиях Нижней Волги (Иванов, 2004; Распопов, 2007 и др.). Поэтому продолжение наших исследований имеет реальную теоретическую и практическую перспективу в физиологии разведения рыб. Производителей, содержащихся не в естественных водоемах, а в условиях водоемов рыбоводных хозяйств, перед репродукцией, видимо, следует обследовать более глубоко и детально по физиологическим параметрам, в т.ч. микроэлементам.

Что же касается растительноядных рыб, выращиваемых в поликультуре с карпом, то их производители в наших условиях традиционно содержатся в прудах и используются многократно уже сегодня. Но и в этом случае рыбоводы чаще всего анализируют лишь внешние формы рыб и качество (стадию зрелости) половых продуктов. Поэтому нас интересовал вопрос влияния экологических факторов на функциональное состояние взрослых рыб, которые находятся в изменяющейся биогеохимической обстановке лиманских водоемах, подпитывающихся волжской водой (изменение температурного режима, содержание кальция и цинка в воде и пище белого амура). Что же касается сравнительной оценки биогенной миграции цинка, железа, марганца и меди в органах и тканях различных видов рыб дельты р.Волги с аналогичными показателями в 70-80е годы, определяемыми В.Ф. Зайцевым (1979), Н.В. Шкодиным (1978), В.И. Воробьевым (1980, 1982, 1993), то необходимо заключить, что уровень цинка в среде обитания несколько возрос, как и количество железа, что нашло свое отражение и в содержании этих элементах в основных компонентах (в т.ч. рыбах) экосистем различных водоемов Нижней Волги. Нам представляется, что возросший уровень железа и цинка не вызывает каких-либо значительных физиологических сдвигов в организме исследуемых рыб. Для более детального выяснения этого нами и были предприняты специальные модельные опыты в аквариумах с белым амуром, где исследовалось влияние различных дозировок (вплоть до летальных) солей цинка, а также и его антагониста - кальция и влияния температурного фактора на динамику метаболизма цинка в органах и тканях растительноядных рыб.

В условиях наших экспериментов содержания рыб в аквариумах установлено, что сернокислый цинк, добавленный в воду, может легко утилизироваться белыми амуром. При этом доказано, что с увеличением содержания цинка в воде, от 32,1 до 150мкг/л и времени пребывания в ней белого амура количество металла возросло в почках, печени, кишечнике и форменных элементах крови. Параллельно с увеличением концентрации металла в воде повышалось его содержание в жабрах. В отличии от других органов, накопление цинка в жабрах не завесило от времени экспозиции. Испытанные нами дозировки цинка в воде от 32,1 до 150мкг/л не оказали существенного влияния на количество микроэлемента в костной ткани и коже белого амура растительноядных рыб, а содержание цинка в других органах превышало контрольные показатели не более, чем в 2 раза. Следовательно у белого амура существует физиологический механизм регуляции цинка в организме, который препятствует его чрезмерному накоплению.

Утилизация поступающего цинка различными органами и тканями белого амура находится в определенной зависимости от содержания металла в среде обитания. При измерении содержания цинка в почках и форменных элементах крови отмечаемся четкая зависимость его накопления в этих тканях от уровня микроэлемента в воде. Повышенная аккумуляция цинка в почках при высоком его содержании в воде отмечена и другими авторами, которые предполагают, что почки являются важным органом, обеспечивающим удаление токсических концентраций его из крови (Brown, Chow, 1977; Chipman, 1988; Muller, Pros, 1998; Guyot et al, 2000).

Работ, посвященных исследованию уровня цинка в форменных элементах крови рыб, недостаточно и их данные весьма разноречивы (Sailci, Mori, 1995; Sellers et al., 2005). Имеются лишь сообщения о том, что количество цинка в эритроцитах крови детей может отражать истинную насыщенность организма микроэлементом (Войнар, 1960; Nishi, 2001). Исходя из того, что у белого амура обнаружена прямая зависимость между накоплением цинка форменных элементов крови и его содержанием в воде, можно предположить, что уровень микроэлемента в них у рыб также служит критерием обеспеченности организма цинком. Это имеет особое значение в связи с относительной несложностью метода определения цинка в крови и возможностью его широкого использования в производственных условиях рыборазведения. Установлено, что наряду с утилизацией цинка из воды, рыбы могут также усваивать цинк, поступающий в кишечник. Об этом свидетельствуют наши эксперименты по пероральному введению сернокислого цинка белому амуру.

Биогенная динамика цинка в органах и тканях растительноядных рыб при пероральном поступлении несущественно отличалась от такового при трансжаберном проникновении его в организм и зависела от количества вводимого цинка. Практически с увеличением дозы металла уровень его в изучаемых органах и тканях повышался.

Наши эксперименты показали, что взрослый белый амур весьма устойчив к большим концентрациям цинка в воде. Во всяком случае, абсолютно летальная доза цинка для многих видов рыб (20мг/л) в условиях нашего эксперимента была увеличена до 25мг/л не вызывала гибели рыб, в течение 10-ти дней наблюдения рыб. Но у подопытных рыб уже через три часа пребывания в среде с высоким содержанием цинка наблюдалось значительное увеличение концентрации этого микроэлемента во всех изучаемых органах, которая достигла максимума через сутки. По содержанию цинка органы белого амура распределяются следующим образом: почки > кровь > печень > кожа > жабры > мышцы. Отмечено, что в большинстве случаев уровень металла в тканях повышал аналогичный показатель контроля лишь в два раза. Исключение составляют почки и кровь, содержание цинка в которых увеличивалось в семь и шесть раз, соответственно. Эти данные свидетельствуют о том, что у белого амура существует физиологический механизм регуляции уровня цинка в организме, который препятствует его чрезвычайному накоплению. С другой стороны, при высоком содержании цинка в воде барьерную функцию, видимо, выполняют жабры (Burton et al., 1972; Flos et al., 1979; Mortais, 2006; Sparks et al., 1992). Наблюдаемый нами кашлевой рефлекс у рыб, после помещения их в воду с высокой концентрацией цинка, как раз и отражает одну из сторон этой защитной функции.

Интенсивность проникновения ионов цинка в организм рыб и тканевое распределение микроэлемента находятся в определенной зависимости не только от его концентрации в воде, но и от наличия в ней других элементов и их концентраций (Guyot et al., 2000), т.е. от геохимических факторов среды. Справедливость этого утверждения вытекает из опытов по исследованию роли уровня кальция в среде обитания на распределение цинка в организме рыб. Как было нами установлено, существует обратная зависимость между концентрацией цинка в воде и накоплением цинка в тканях растительноядных рыб. Эта закономерность, однако, проявилась лишь в том случае, если количество кальция колебалось от 50 до150мг/л. При более высоком содержании кальция (ЗООмг/л) наблюдалось парадоксальное явление - концентрация цинка во многих органах и тканях возрастала до уровня, который отмечался у белого амура при его пребывании в воде с низким количеством кальция. Механизм такого явления становится понятным, если принять во внимание результаты исследования В.Д.

Соломатиной и Т.Г. Гребенкиной (1978), которые показали, что интенсивность поглощения кальция карпами пропорциональна его концентрации в воде только в диапазоне от 50 до 200 мг\л. При 400 мг/л содержание кальция в органах карпа снижалось, что может быть связано с нарушением всасывания этого элемента жабрами. Из этого можно предположить, что накопление цинка в тканях белого амура зависит от содержания в них ионов кальция. Видимо, снижение токсичности цинка при повышенном поступлении в организм растительноядных рыб кальция определяется не только уменьшением всасывания цинка, но и нарушением его утилизации тканями. Подобный физиологический механизм действия солей кальция характерен не только для рыб, но и для млекопитающих. Экспериментально доказано угнетающее действие повышенных концентраций этого макроэлемента на аккумуляцию цинка внутренними органами свиней (Noridin et al., 1993; Fond et al., 1998).

На характер распределения цинка в органах и тканях белого амура существенное влияние оказывает температура среды обитания. Так, при одной и той же концентрации цинка в воде аквариумов наибольшее содержание микроэлемента зарегистрировано при температуре 25°С. При 18°С уровень металла в большинстве органов и тканей был достоверно ниже. В то же время, повышение температуры воды до 28°С не оказало дальнейшего стимулирующего влияния на накопление цинка в организме рыб. При этом большинство показателей было ниже, чем при 18°С. Видимо, в условиях повышенных температур среды увеличивается потребность белого амура в цинке. Об этом свидетельствует данные по измерению содержания металла в костной ткани (жаберной крышке). Установлена обратная зависимость между температурой воды и накоплением металла костной тканью. Известно, что у млекопитающих и у птиц кости являются депо для микроэлемента, и что потеря его костной тканью тем больше, чем выраженнее дефицит цинка в организме (Brow, Chow, 1977; Calbon et al., 1978, 2003). Важно отметить, что у карповых рыб роль депо цинка, повидимому, играют также мышцы и кожа, поскольку в наших экспериментах обнаружена четкая зависимость между накоплением цинка в этих тканях при изменении температуры водной среды и дозы вводимого микроэлемента. Мы не исключаем, что в условиях повышенных температур воды кожа отдает свой цинк не во внутреннюю, а во внешнюю среду.

Температурный режим воды оказывает существенное влияние и на перераспределение микроэлемента между отдельными органами. Наибольшее количество цинка при 18°С было в печени, затем в кишечнике, почках и мышечной ткани растительноядных рыб. При температуре 25°С наибольшая концентрация металла отмечалась в кишечнике, почках, печени и мышцах. По содержанию цинка при 28°С органы и ткани распределяются в следующем порядке: почки>кишечник>кожа>кровь. В последнем случае уровень микроэлемента во многих органах был ниже, чем при температуре 25°С и практически был равен его величине при 18°С, за исключением содержания в коже и крови белых амуров.

Отмеченные особенности тканевого распределения цинка под влиянием температуры окружающей среды обусловлены воздействием на интенсивность обменных процессов в организме рыб, а не изменением абсорбции цинка жабрами (Карпюк и др., 2002). Об этом косвенно свидетельствуют наши данные по изучению распределения цинка при его пероральном введении. Применение цинка в дозе 150мкг вызывало наибольшее накопление металла в организме рыб при их содержании в воде с температурой 25°С. Более низкая температура воды (18°С) и высокая (28°С) препятствовали аккумуляции микроэлемента. Приведенные данные полностью согласуются с результатами исследования о влиянии температурного режима воды на распределения цинка в организме белого амура при поступлении металла из среды обитания, т.е. из воды. По-видимому, влияние температуры обусловило изменение интенсивности обменных процессов, а следовательно, и различную потребность рыб в микроэлементе, которая возрастает по мере увеличения температуры воды.

Повышенная утилизация цинка при таких условиях сопровождается и более быстрым выведением его из организма (Гульт, Сушкова, 1970; Buhler, Kagi, 1974; Cross et al., 2005). Этим можно объяснить потерю цинка органами и тканями белого амура при повышении температуры воды до 28°С. Эта потеря, как показали наши эксперименты, может быть полностью восполнена за счет добавочного введения микроэлемента в дозах 250 и 400мкг/л.

Анализируя результаты исследования выделения цинка из организма растительноядных рыб, мы пришли к выводу, что независимо от путей его поступления этот микроэлемент выводится, в основном, с фекальными массами. Выведение же металла с мочой составляет лишь очень незначительную часть его общей экскреции. Хотя нами не учитывалось возможное выведение цинка через жабры, наши эксперименты с пероральным потреблением солей и последующим выведением их показатели, что возможная доля жаберной экскреции не может составить значительных величин. Необходимо, однако, отметить, что трансжаберный путь поступления цинка при определенных обстоятельствах возможно и может иметь большой удельный вес в удовлетворении потребностей организма в данном микроэлементе по сравнению с пероральным (Rentro et al., 1975; Карпюк и др., 2002). Ещё в работах Г.Д. Лебедевой и Г.А. Кузнецовой (1967) было показано, что при одинаковой концентрации микроэлемента в воде и пище организм карпов утилизирует его из воды на 50-90% больше, чем из пищи. В наших исследованиях содержание цинка в мышцах, печени и других органах изменялось незначительно при его пероральном ведении или эквивалентном изменении концентрации цинка в воде. Это позволяет сделать вывод о равнозначном удельном весе изученных нами путей поступления цинка в организм белого амура в конкретных условиях постоянного эксперимента.

Обращает на себя внимание тот факт, что с увеличением концентрации цинка в воде возрастает его экскреция с фекалиями. Она увеличивается с повышением температуры среды обитания рыб. Эти данные позволяют нам говорить о том, что цинк поступает из плазмы крови в кишечник, откуда он вместе с десквамированным эпителием переходит в фекальные массы. Этот вывод подтверждается и результатами измерения концентрации металла в стенке кишечника, которая увеличивалась параллельно содержанию цинка в воде. Можно думать, что часть выделяемого с фекалиями микроэлемента поступает в кишечник также с желчью и секретом поджелудочной железы. Такое предположение вполне согласуется с нашими данными, свидетельствующими о значительном увеличении концентрации цинка в желчи, при содержании рыб с его повышенным уровнем.

Сопоставление интенсивности выведения цинка с фекалиями и мочой показало, что ренальный путь экскреции этого микроэлемента не имеет существенного значения. При поступлении цинка через желудочно-кишечный тракт его экскреция из организма белого амура была значительно выше с фекалиями, чем с мочой. Преимущественное выделение цинка пищеварительной системой, а не почками, может быть связано с образованием комплексных соединений микроэлемента белками и другими крупномолекулярными соединениями крови не поддающихся фильтрации в почечных клубочках, что и определяет невысокий уровень экскреции с мочой этого элемента. В то же время, такие комплексы могут разрушаться в печени, в результате чего освободившийся цинк выделяется с желчью в просвет кишечника. Такое наше предположение подтверждается данными о значительном увеличении концентрации цинка в желчи уже через несколько часов после пребывания белых амуров в среде с повышенным содержанием микроэлемента. Подобные механизмы выделения катионов, образующих комплексные соединения с белками, хорошо изучены для ионов кальция (Романенко,1965, 1975, 1978). В обмене воды и солей существенная роль принадлежит жаберному аппарату рыб (Crespo et al.,1978; Shirai, Utida, 2000). Анализ проведенных экспериментов показал, что концентрация цинка в этом органе возрастает с увеличением его поступления в организм, как через кишечник, так и через жабры. Однако при пероральном введении микроэлемента, его количество в жабрах значительно больше, чем при добавлении цинка в воду. Нам представляется, что из этого можно сделать вывод о возможной экскреции цинка жаберным эпителием (8Ьак1, Моп, 1995).

Следовательно, цинк может легко усваиваться белым амуром как при трансжаберном, так и при пероральном его поступлении. Степень накопления цинка в тканях рыб определенным образом зависит от дозы экзогенного микроэлемента, температуры и ионного (кальций) состава воды.

Как уже отмечалось, с повышением температуры среды обитания рыб возрастает интенсивность выделения цинка с мочой и калом. Это позволяет сделать вывод о связи метаболизма данного элемента с общим уровнем процессов метаболизма в организме белого амура.

Анализируя вышеизложенное необходимо отметить, что биогеохимические условия жизни гидробионтов имеют решающее значение в таких процессах как поступление микроэлементов в организм, его распределение по органам и тканям, утилизация и выведение металла. Становится очевидным, что в разных биогеохимических условиях потребность в цинке у гидробионтов будет различной. Установление оптимальных доз микроэлемента в каждой конкретной ситуации является чрезвычайно важным условием не только для удовлетворения потребности в нем рыб, но и для повышения рыбопродуктивности различных типов водоемов России.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Воробьев, Дмитрий Владимирович, Астрахань

1. Абдурахманова Г.М., Зайцев И.В. Экологические особенности содержания микроэлементов в организме животных и человека. М.: «Наука», 2004. - С.280.

2. Адамова A.A., Босин А.Г., Воскобойникова М.Н., Твердышева О.И. Естественное содержание некоторых микроэлементов в рыбах Баренцева моря. Гигиена и санитария, 1949, вып. II, С. 34-39.

3. Бабенко Г.А. О влиянии микроэлементов на обмен веществ и реактивность организма. В кн.: Биологическая роль микроэлементов и их применение в сельском хозяйстве и медицине. М.: Наука, 1974, С. 61-72.

4. Беренштейн Ф.Я. О биологической роли цинка. Успехи соврем, биологии, 1949, 27, №13, С. 407-419

5. Берман Ш.А., Гозит И.К. Влияние различных доз солей кобальта, марганца, меди и цинка на инвертазную активность кишечника рыб. — В кн.: Микроэлементы в организме рыб и птиц. Рига: Зинатне, 1968, С. 85-92.

6. Берман Ш.А., Илзинь А.Э. Распределение микроэлементов марганца, железа, меди и цинка в органах и тканях пресноводных промысловых рыб. — В кн.: Микроэлементы в организме рыб и птиц. Рига: Зинатне, 1969, С.5-18.

7. Браунштейн А.Е. «Активные центры» и природа каталитического действия ферментов. Журн. Всесоюзн. хим. об-ва им. Д.И. Менделеева, 1963, вып. 8, С.81-83.

8. Виноградов А.П. Введение в геохимию океана. М.: Наука, 1976, -С.212.

9. Владимиров А.И. Зависимость эмбрионального развития и жизнестойкости карпа от микроэлемента цинка. Вопр. ихтиологии, 1969, №5 (58), С.905-916.

10. Воробьев Д.В. Влияние различных уровней цинка в воде на его обмен в органах и тканях белого амура. «Естественные науки». Журнал фундаментальных и прикладных исследований. №1 (18). Астрахань, 2007. С.38-40.

11. Войнар А.И. Биологическая роль микроэлементов в организме. М.: Высшая школа, 1960, С.573.

12. Воробьев В.И. Микроэлементы и их применение в рыбоводстве. — М.: Пищевая промышленность, 1979, С. 182.

13. Воробьев В.И. Применение микроэлементов в рыбоводстве и некоторые методические аспекты изучения этой проблемы. В кн.: Роль микроэлементов в жизни водоемов. М., Изд-во» Наука», 1980, С.5-23.

14. Воробьев В.И., Зайцев В.Ф. Микроэлементы и биологическая продуктивность водоемов. Рыбное хозяйство, 1975а, №11, С.21-25.

15. Воробьев В.И., Самилкин Н.С. Микроэлементы у растительноядных рыб. В кн.: Роль микроэлементов в жизни водоемов. М.: Наука, 1980, С.24-49.

16. Воробьев В.И. Биогеохимия и рыбоводство. Саратов, изд-во «ЛИТЕРА», 1993, С.223.

17. Воробьев В.И., Зайцев, Щербакова E.H. Биогенная миграция тяжелых металлов в организме русского осетра. Изд-во ООО «ЦНТЭП», Астрахань, 2007, С.116.

18. Воробьев В.И. Пищевая экология. Издательский дом «Астраханский госуниверситет», 2008. С.298.

19. Воробьев Д.В. Динамика тяжелых металлов в основных компонентах водоемов дельты р.Волги. «Естественные науки». Журналфундаментальных и прикладных исследований №3 (20). Астрахань, 2007. С.11-16.

20. Воробьев Д.В., Андрианов В.А., Осипов Б.Е. Биогенная миграция металлов в грунтах, воде и растениях нижней Волги. Сб. статей, Астраханский издательский дом АГУ, Астрахань, 2006. С. 16-22.

21. Гуде З.Ж., Боган О.П. Влияние меди, марганца, цинка, кобальта на потребность животных в тиамине. Научн. записки Ивано-Франковского мед. ин-та, 1992, вып.5, С.17-22.

22. Гулый М.Ф., Сушкова В.В. Влияние бикарбоната натрия на включение 14С из радиоактивного ацетата в белки, липиды и гликоген печени и в белки сыворотки крови у кур разного возраста. — Укр. биохим. журнал, 1970, 42, №4, С.484-489.

23. Гуткевич М.Ф. Влияние цинка на некоторые биохимические процессы в организме животных: Автореф. дис. конд. биол. наук. — Витебск, 1968.

24. Ермаков С.Н. Геохимическая экология как следствие системного изучения биосферы и труды биогеохимической лаборатории, 1999. С.247.

25. Ковальский А.И. Задачи изучения роли микроэлементов в обмене веществ у животных и человека. В кн.: Микроэлементы в СССР. М.: Наука, 1962, вып.4, С. 3-8.

26. Ковальский В.В. Геохимическая экология. Изд-во «Наука» М.: 1974, С.340.

27. Кузьмина В. В. Общие закономерности мембранного пищеварения у рыб и его адаптивные перестройки. Автореферат диссер. доктора биолог, наук., Ленинград.,1986. С.48.

28. Крючков В.Н. Эколого-морфологические особенности патологий и адаптаций органов и тканей рыб при воздействии токсикантов, автор, докторск. Махачкала, 2004, С.48.

29. Крючков В.Н. Кумуляция микроэлементов в тканях почки и мочевого • пузыря. Вестник АГТУ, №3 (38), 2007, С.93-95.

30. Лукъяненко В.И. Токсикология рыб. Изд. «Пищевая промышленность». М.: С.211.

31. Леонов В.А., Дубина Т.Л. Цинк в организме человека и животных. -Минск: Наука и техника, 1971, С.128.

32. Матюшин С.П., Самотесов М.Н., Романов Л.И. Влияние резекций различных отделов поджелудочной железы на содержание Си, Мп во фракциях крови, органах и тканях, В кн.: Труды Горьковского мед. ин-та, вып.47, 2004, С Л 34-141.

33. Мацумара Юпти и др. О взаимодействии микроэлементов, особенно иона цинка на обмен триптофана у крыс. 1962, 13, №3, р.83. -Приводится по РЖ биохимия, 1963, №19, С.775.

34. Морозов Н.П., Тихомирова A.A., Ткаченко В.Н. Переходные и тяжелые металлы в промысловых рыбах Южной Атлантики. В кн.: Труды ВНИИ мор. рыб. х-ва и океанографии. М.: 1974, вып. 100, С.45-50.

35. Наточин Ю.В. Ионорегулирующая функция почки. Л.: Наука, 1996, С.267.

36. Наточин Ю.В. Функциональная организация и адаптивная регуляция процессов пищеварения у рыб в различных экологических условиях. Автореф. дисс. доктора биологических наук. — М.: 1996, 35с.

37. Ноздрюхина Л.Р. Биологическая роль микроэлементов в организме животных и человека. М.: Наука, 1977, С. 182.

38. Неваленный А. Н., Туктаров А. В., Бедняков Д. А. Функциональная особенная организация и адаптивная реакция процессов пищеварения у рыб. Изд. АГТУ, Астрахань, 2003.С.151

39. Патин С.А., Морозов Н.П., Буянов Н.И. Содержание и распределение микроэлементов в пресноводных рыбах Верхне-Туломского водохранилища. В кн.: Труды ВНИИ мор. рыб. х-ва и океанографии. М.: 1974, 100, С.51-54.

40. Пейве Я.В. Микроэлементы и ферменты. Рига: Зинатне, 1960, СЛ36.

41. Прекальская М.П. Баланс микроэлемента цинка у больных энедемическом зобом. В кн.: Актуальные вопросы экспериментальной биологии и медицины. Челябинск, 1962, С.158-162.

42. Петкевич Т.А. Обмен веществ и биохимия рыб. — М.: Наука, 1967, С.279.

43. Пономарев C.B., Климов A.B. Особенности состояния и задачи по развитию аквакультуры России в начале XXI века. Международный симпозиум «Тепловодная аквакультура и биологическая продуктивность водоемов аридного климата». Астрахань, 2007, С.82.

44. Пономарев C.B., Грозеску С.Н., Бахарева A.A. Индустриальная аквакультура. Астрахань, 2006, С.312.

45. Распопов В.М. Оценка естественного воспроизводства русского осетра в р.Волге // Экология молоди и проблемы воспроизводства каспийских рыб. Сб.научных трудов. М.: Изд. ВНИРО, 2001, С.216-238.

46. Романенко В.Д., Веселенький С.П., Евтушенко Н.Ю. К вопросу об ионной стимуляции пластического обмена у рыб, выращиваемых в теплых водах. Докл. АН УССР, сер. Б, 1976, №3. С.274-276.

47. Романенко В.Д. Печень и регуляция межуточного обмена. Киев: : «Наук. Думка», 1978. С. 182.

48. Романенко В.Д. Эколого-физиологические проблемы тепловодного рыбоводства. — В кн.: Освоение теплых вод энергетических объектов для интенсивного рыбоводства. Киев: «Наук. Думка», 1978, С.51-56.

49. Романенко В.Д., Коцарь Н.И. К методике изучения выделительной функции почек рыб в хроническом эксперименте. Гидробиол. журн. 1978, 15, №3,С.118-120.

50. Сабодаш В.М. Динамика содержания и локализация цинка в карпе на ранних стадиях онтогенеза: Автореф. канд. дис. Киев, 1974, С.23.

51. Скальный A.B. Химические элементы в физиологии и экологии человека. М.: ОНИКС 21 век. «Мир», 2004, С.215.

52. Самилкин Н.С. Динамика микроэлементов (железа, меди, марганца и цинка) в организме некоторых растительноядных рыб в онтогенезе. Автореф. канд. дис.- Петрозаводск, 1975, С22.

53. Судаков Н.М. Влияние микроэлемента цинка на некоторые показатели липидного обмена у экспериментальных животных. В кн.: Ученые записки Петрозаводского университета, 1972, 19, №7. С.ЗЗЗ.

54. Татар ко К.И. Аномалии карпа и роль температурного фактора в их развитии. В кн.: Биологический режим водоемов-охладителей ТЭЦ и влияние температуры на гидробионтов. - М.: Наука, 1977, С.157-197.

55. Уильяме Д. Металлы жизни. М.: Мир, 1975, С.236.

56. Федеров В.Д. О методах изучения фитопланктона и его активности. М.: МГУ, 1979, С. 167.

57. Федоров В.Д., Капков В.И. Руководство по гидробиологическому контролю качества природных вод. М.: Христианское издательство, 2000, С. 120.

58. Ходоревская Р.П. Развитие пастбищной аквакультуры — основных промысловых видов рыб в Астраханской области. Международный симпозиум. Астрахань, 2007. С.92.

59. Хох Ф., Валли Б. Роль цинка в обмене веществ. В кн.: Микроэлементы. М.: Мир, 1962, С.435.

60. Шабалина А.А. Влияние кобальта, цинка и меди на развитие карпа. В кн.: Вопросы гидробиологии: Тез. докл. I всесоюз. съезда гидробиологического общества. М., 1965а, С. 124-126.

61. Шкодин Н.В. Динамика микроэлементов в онтогенезе некоторых рыб и различных звеньях экосистемы нерестово-выростных водоемов дельты Волги: Автореф. дис.- М., 1978, С.24.

62. Школьник М.Я. Микроэлементы в жизни растений. Изд. «Наука», М., 1974. С.280.

63. Anbar М., Inbar М. The effect of Certain Cations on the Rate of Thyroxine Deiodination in Mice.- Bull. Rex. Council Israel., 1992, a 11, N1, p.51.

64. Atkinson J., Vohra P., Kratzer F.H. The effect of available diatary zinc on the utilization of protein by chick and Japanese guail.- Brit. J. Nutr., 1972,27,N3,p.

65. Banerjce K.C., Perkins D.J. The Interactions of Some Metal Ions with Deoxyribonucleic and Ribonucleic Acids in Aqueous Solutions. Biochem. et Biophys Acta, 1982, 61, N1, p.1-6.

66. Bengtsson B.E, Vertebral damage to minnows Phoxinus phoxinus exposed to zinc. Oikos, 1984, 25, N3, p.134-139.

67. Bengtsson B.E. Effect of zinc on growth of the minnow Phoxinus phoxinus. Oikos, 1974, 25, N 3, p. 370-373.

68. Bengtsscn B.E. The effect of zinc on the mortality and reproduction of the minnow, Phoxinus phoxinus L. Arch. Environm. Contam. Toxicol., 1974, N 1, p. 342-355.73.74,75,76,77,78,79

Информация о работе

Воробьев, Дмитрий Владимирович
кандидата биологических наук
Астрахань, 2008
ВАК 03.00.13

Диссертация

Функциональные особенности метаболизма металлов у рыб в современных биогеохимических условиях дельты р. Волги - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы