|
УКРАЇНСЬКА АКАДЕМІЯ АГРАРНИХ НАУК
ІНСТИТУТ РИБНОГО ГОСПОДАРСТВА
ЄСІПОВА Наталія Борисівна
УДК 597.2.5:591.1:639.2
СТРУКТУРНО-ФУНКЦІОНАЛЬНИЙ СТАН ПЕЧІНКИ У КОРОПА
В УМОВАХ ТЕПЛОВОДНОГО ВИРОЩУВАННЯ
03. 00. 10 – іхтіологія
А в т о р е ф е р а т
дисертації на здобуття наукового ступеня
кандидата біологічних наук
Київ - 2003
Дисертацією є рукопис
Робота виконана в Інституті рибного господарства Української академії аграрних наук
Науковий керівник: член-кореспондент НАН України,
доктор біологічних наук, професор
Євтушенко Микола Юрійович,
Національний аграрний університет Кабінету міністрів України,
факультет водних біоресурсів та аквакультури,
завідувач кафедри гідробіології та іхтіології
Офіційні опоненти: доктор біологічних наук, професор
Інститут гідробіології НАН України,
завідувач відділу екотоксикології
Арсан Орест Михайлович
кандидат біологічних наук,
старший науковий співробітник,
Національний аграрний університет,
факультет водних біоресурсів та аквакультури,
доцент кафедри аквакультури
Андрющенко Антоніна Іванівна
Провідна установа: Київський національний університет імені Тараса Шевченка,
Кабінету Міністрів України, біологічний факультет,
кафедра зоології (м. Київ)
Захист відбудеться “ 16 ” вересня 2003 року о 12 00 годин
на засіданні спеціалізованої вченої ради К 26.364.01 при Інституті рибного господарства УААН за адресою: 03164 Київ-164, вул. Обухівська, 135.
З дисертацією можна ознайомитись в бібліотеці Інституту рибного господарства УААН за адресою: м. Київ, вул. Обухівська, 135.
Автореферат розісланий “ 15 ” серпня 2003 року.
Вчений секретар спеціалізованої вченої ради
кандидат біологічних наук,
старший науковий співробітник С. А. Кражан
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
Актуальність теми. У риб в природних і особливо штучних умовах існування часто реєструються порушення структури й функціонального стану печінки, які виявляються в надмірному її ожирінні [Семенкова, 1987; Алтуфьев и др., 1992; Моисеенко, Лукин, 1999; Daskalov et al., 2000; Герман, Козловская, 2001]. Найбільш поширене це явище при індустріальному вирощуванні риб, а саме у коропа - традиційного об’єкта тепловодної аквакультури в Україні. При цьому і літературні дані [Евтушенко, Романенко, 1980; Amlacher, 1981; Корнеев, 1982; Романенко, 1983], і практика риборозведення свідчать, що в риб, відразу після пересадження із ставів у сажалки тепловодного господарства, спостерігається надмірне накопичення жиру в печінці, яке супроводжується гальмуванням їх росту. До цього часу причини ожиріння печінки коропа залишаються невивченими, а наявні відомості про її структуру й функції не чисельні і мають вузькоспецифічний, а з окремих питань, суперечливий характер [Albrecht, 1969; Ширяев, 1969; Комарова, 1980; Пархоменко и др..,1981; Калкун, 1989; Крючков, Антонова, 1992].
Актуальність роботи полягає у встановленні причин посиленого жиронакопичення в печінці коропа при вирощуванні в господарствах індустріального типу і впливу його на ріст риб.
Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконувалась у Дніпропетровській лабораторії Інституту рибного господарства Української академії аграрних наук і частково - в Інституті біології Дніпропетровського національного університету і відповідала напрямкам наукових досліджень даних закладів, безпосереднім виконавцем яких був дисертант. Матеріали дисертаційної роботи були зібрані і використовувались у рамках таких науково-дослідних програм: “Разработать технологию воспроизводства и выращивания канального сома в тепловодном хозяйстве “Энергодар ” (№ 6, 1991-1995 рр.); “Дати рибоводно-біологічну оцінку комбікормам, що мають різний склад при вирощуванні товарного коропа в тепловодних рибних господарствах” (№ 12 від 4. 04. 1994 р.); “Розробити систему захисту риб від інфекційних, інвазійних та аліментарних захворювань з використанням екологічно безпечних методів” (№ 0196U021197, 1996 – 2000 рр.); “Вивчення механізмів структурно-функціональних перебудов екосистеми водойм Придніпров’я в умовах антропогенного тиску” (№ 3-023-03, 2003-2005 рр.).
Мета і завдання досліджень. Метою роботи було встановлення особливостей структурно-функціонального стану печінки коропа у взаємозв’язку з іншими фізіологічними показниками риб та їх темпом росту в умовах тепловодного індустріального рибництва, а також з’ясування впливу специфічних чинників тепловодного риборозведення на функціональний стан печінки коропа й виявлення причин її надмірного ожиріння. Для досягнення мети були поставлені такі завдання:
- Вивчити в порівняльному аспекті структурно-функціональний стан печінки в коропа при тепловодному індустріальному і ставовому вирощуванні протягом вегетаційного періоду.
- Дослідити вплив кормового чинника на функціональний стан печінки коропа в умовах сажалкового тепловодного вирощування.
- Вивчити вплив речовин аліментарного походження, які мають ліпотропні властивості, на хімічний склад печінки та інші показники її функціонального стану.
- Дослідити вплив абіотичних чинників водного середовища на функціональний стан печінки коропа при вирощуванні у сажалках на теплих водах.
Об‘єкт дослідження: печінка і м’язи коропа, штучні корма, абіотичні фактори водного середовища.
Предмет дослідження: вплив посиленого жиронакопичення в печінці на її функціональну діяльність і морфо-фізіологічні зміни в організмі коропа; встановлення чинників, що призводять до надмірного ожиріння печінки в коропа в умовах індустріального вирощування.
Методи досліджень: фізіолого-біохімічні, гістологічні, іхтіологічні, гідрохімічні.
Наукова цінність і новизна результатів досліджень. У дисертаційній роботі на прикладі фізіолого-біохімічних змін, що відбуваються в печінці коропа під впливом різних біотичних та абіотичних чинників, обгрунтовується необхідність вивчення на тканинному й клітинному рівні особливостей функціонування організму риб з метою виявлення потенційних можливостей їх росту.
На підставі проведених комплексних досліджень вперше експериментально доказано, що посилене жиронакопичення в печінці коропа є негативне явище, яке призводить до порушення функціональної діяльності органу й затримки росту риб. Вперше були встановлені чинники, які викликають посилене жиронакопичення в печінці коропа при вирощуванні в умовах індустріальної аквакультури. Виявлені структурні й функціональні зміни, які відбуваються в органі під час його надмірного ожиріння, досліджений характер цього процесу і ступінь його зворотності. Визначена залежність між рівнем жиронакопичення в печінці та показниками росту риб. Вперше досліджений вплив речовин з ліпотропною дією на функціональний стан печінки коропа і обґрунтована доцільність їх введення у кормовий раціон риб під час напруженого температурного й кисневого режимів водного середовища.
Практичне значення отриманих результатів. Вивчення структурно-функціонального стану печінки дає можливість прогнозувати морфофізіологічні зміни в організмі риб, виявляти й усувати вплив негативних чинників аліментарного й екологічного характеру з метою нормалізування фізіологічних процесів і забезпечення інтенсивного росту коропа в господарствах індустріального типу. Отримані результати дозволяють науково обґрунтовано підходити до оптимізації і відновлення вже існуючих біотехнологій в індустріальному рибництві. Дисертаційні матеріали і приготовлені в ході експериментальної роботи препарати використовуються в навчальному процесі на кафедрі іхтіології, гідробіології та екології Дніпропетровського національного університету.
Особистий внесок здобувача. Дисертантом самостійно розроблена програма науково-дослідних робіт, проаналізовано літературу та зроблено її узагальнення за темою роботи, організовані й проведені експерименти, відібрані та оброблені в лабораторних умовах проби, проведена статистична обробка, аналіз і оцінка отриманих результатів.
Апробація результатів досліджень. Основні матеріали дисертації доповідались на I з’їзді гідробіологічного товариства України (Київ, 1994); Міжнародній науковій конференції “Пресноводная аквакультура в условиях антропогенного пресса” (Київ, 1994); Всеукраїнській конференції з фізіології і біохімії тварин (Львів, 1995); Науково-практичній конференції “Научное обеспечение животноводства в центральной зоне Украины” (Дніпропетровськ, 1996); VI міжнародній науково-практичній конференції “Наука і освіта” (Дніпропетровськ, 2003).
Публікації. За темою дисертації опубліковано 14 робіт, з них – 4 статті у провідних фахових виданнях і 10 робіт в тезах наукових конференцій.
Структура і обсяг дисертації. Дисертаційна робота має загальноприйняту структуру і включає: вступ, огляд літератури, матеріали і методи досліджень, 3 розділи власних результатів, узагальнення, висновки, список використаної літератури, додатки. Робота викладена на 160 сторінках машинописного тексту, ілюстрована 24 таблицями та 28 рисунками. Список літератури містить 258 джерел.
ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ
Матеріали і методи досліджень. Експериментальні роботи проводили на Придніпровському тепловодному садково-басейновому господарстві і в Криничанському ставовому рибному господарстві (Дніпропетровська область). Об’єктом досліджень були однорічки-дволітки коропа української лускатої породи.
У серії дослідів із вивчення особливостей структури й функціонального стану печінки в коропа при тепловодному саджалковому та ставовому (для порівняння) вирощуванні експеримент тривав 6 місяців (квітень-вересень) і дублювався протягом трьох років.
Тепловодне вирощування коропа здійснювалось у саджалках об’ємом 48 м3 за дворазової повторності й щільності посадки 200 екз/м3. Риб годували стандартним кормом рецепта К 111-9 Укр. Ставове вирощування коропа здійснювалось у нагульному ставку площею 67 га за щільності посадки 3,8 тис. екз/га і годуванні гранульованим кормом К 111-3 Укр.
Для оцінки впливу аліментарного фактора були виготовлені дослідні партії кормів, які різнилися за вмістом рибного борошна та рослинних компонентів; наявності або відсутності вітамінного преміксу, ліпотропних кормових домішок (метионін, холін-хлорид) та яловичої селезінки як природної кормової домішки. Контролем і основою для їх виготовлення був стандартний корм К 111-9 Укр. Тривалість досліду в різних варіантах становила від 30 до 120 днів.
Вивчення впливу абіотичних факторів водного середовища – температури і концентрації кисню у сажалках на функціональний стан печінки коропа продовжувалось 6 місяців (квітень – вересень). При проведенні експериментів дотримувались умови, щоб у дослідних і контрольних сажалках були стійкі вірогідні різниці (Р < 0,05) у температурному (в першому варіанті) та кисневому (в другому варіанті) режимах. Це було досягнуто, в першому випадку, шляхом розташування сажалок на різній відстані від джерела скиду теплих вод, у другому – шляхом розташування саджалок у місцях з різною течією води і швидкістю водообміну.
Функціональний стан печінки оцінювали за результатами морфофізіологічних, біохімічних та гістологічних досліджень. Печінку зважували, відмічали її колір і консистенцію, розраховували відносну масу (гепатосоматичний індекс). Кількість загальних ліпідів у печінці і м’язах визначали за методом Фолча [Folch et al., 1951]. Хроматографічне розділення ліпідних фракцій та їх ідентифікація здійснювались загальноприйнятими [Кейтс, 1975] і модифікованими [Сергеева, 1983] методами. Білок у тканинах визначали за методом Лоурі [Lowry et al., 1951], глікоген - модифікованим методом Зейфтера [Асатиани, 1957]. Кількість мінеральних речовин (зола) визначали ваговим методом після сухого озолення в муфельній печі при температурі 450 оС.
Гістологічні препарати були виготовлені загальноприйнятими методами [Роскин, Левинсон, 1957]. Дослідженню підлягали периферійні частки печінки, які виконують, переважно, біосинтетичну функцію.
Отримані результати підлягали статистичній обробці [Лакин, 1990; комп’ютерна програма Microsoft Exсel 97].
Структурно-функціональний стан печінки коропа при вирощуванні в індустріальних і ставових умовах. Проведені дослідження показали, що в коропа вже через місяць після пересадки із ставів у сажалки тепловодного господарства (кінець травня – початок червня) практично в 100% обстежених риб спостерігались зміни в кольорі та консистенції печінки: вона збільшує свій об’єм, стає м’якою, пухкою за консистенцією, набуває мозаїчного світло-коричневого або глинистого кольору. Печінка ставового коропа в цей період відносно менша за об’ємом і більш щільна за консистенцією, має однорідний, переважно червоно-коричневий, колір.
За даними гісто-хімічних досліджень зміни кольору і консистенції печінки в коропа при тепловодному вирощуванні були викликані різним ступенем ожиріння гепатоцитів. Внаслідок жирової вакуолізації цитоплазми гепатоцити збільшились у розмірах та набули округлої форми, при цьому відбувалось зміщення ядра і деформація його оболонки, часткова редукція цитоплазми (рис. 1, а). Клітини з ознаками жирового переродження (повна редукція цитоплазми, зруйнування ядра і клітинної оболонки) складали 8-10%, на окремих препаратах – до 20-25% від загальної кількості клітин.
Паренхіма печінки ставового коропа на препаратах мала більш щільний вигляд, гепатоцити були дрібнішими. Їх кількість на контрольній площі препарату, судячи з кількості ядер, була в середньому на 30% вища в порівнянні з печінкою сажалкових риб (130 проти 93). Ядра займали переважно центральне положення, чітко проглядалися фрагменти цитоплазми, пошкоджених клітинних оболонок не спостерігалось (рис. 1, б). Восени відбувався процес регенерації в структурі печінки сажалкових риб, але близько 10% гепатоцитів мали незворотні дегенеративні зміни.
Результати біохімічного аналізу показали, що в коропа при тепловодному вирощуванні вміст загальних ліпідів у печінці влітку більше ніж у 2 рази перевищував їх кількість у печінці ставового коропа (рис. 2).
Надмірне ожиріння печінки саджалкових риб супроводжувалось суттєвим падінням тканинних запасів глікогену (на 33-60%, Р < 0,01) і збільшенням кількості білка в даному органі одночасно зі зниженням рівня білка в м’язах (на 11-24%, P < 0,05). Відомо, що різке підвищення вмісту білка в печінці на фоні розпаду м’язових білків є характерним показником порушення білкового обміну в організмі риб [Кулик, Бурда, 1989].
Ожиріння печінки коропа в умовах тепловодного вирощування відбувалось у більшій мірі за рахунок фракції триацилгліцеринів (ТАГ) і в меншій мірі – за рахунок холестерину (ХС), при цьому пригнічувався синтез фосфоліпідів (ФЛ) на 28-44% (Р < 0,05), і особливо ефірів холестерину (ЕХС) – на 50-74% (P < 0,01). Слід відзначити, що фракційний склад тканинних ліпідів риб залежить від багатьох факторів (якості корму, температурного режиму та інш.), звідси й розбіжність отриманих нами результатів з окремими літературними даними [Комарова, 1980; Калкун, 1989; Corraze, Kaushik, 1999]. При цьому всіма авторами відмічається той факт, що накопичення загальних ліпідів у печінці коропа при тепловодному вирощуванні здійснюється, головним чином, за рахунок фракції нейтральних ліпідів - ТАГ.
Порушення функціональної діяльності печінки при її ожирінні наочно відображали значення триацилгліцеринофосфатного (Кт/ф) та ефірохолестеринового (Ке) коефіцієнтів, які характеризують співвідношення окремих ліпідних фракцій (рис. 3). У коропа при тепловодному вирощуванні значення Кт/ф у печінці були у 2-2,5 рази вищі, а Ке у 3-4 рази нижче в порівнянні зі ставовими рибами, що свідчить про помітне пригнічення здатності “жирної” печінки синтезувати ФЛ і зв’язувати (етерифікувати) вільний ХС.
Про послаблення метаболічної активності печінки в коропа при тепловодному вирощуванні опосередковано вказували вірогідно знижені (у середньому на 30%, Р < 0,05) значення гепатосоматичного індексу.
Слід відзначити, що в раніше проведених нечисленних роботах [Ширяев, 1969, 1971] процес ожиріння гепатоцитів у коропа при тепловодному вирощуванні розглядався як фізіологічна норма, оскільки при цьому не була виявлена характерна картина жирового переродження печінки. Наші комплексні гістологічні та біохімічні дослідження печінки показали помилковість таких висновків. Надмірне накопичення жиру в печінці коропа, хоча й носило зворотний характер, але супроводжувалось різними порушеннями її функціональної діяльності. Пригнічення синтезу білка та глікогену й активація жиронакопичення в організмі коропа на ранніх етапах його тепловодного вирощування (травень-червень) призводили до гальмування росту риб (на 20-30%). У подальші місяці приріст маси сажалкових риб зростав, переважно за рахунок активного жиронакопичення у тканинах, однак втрачені можливості початкового періоду не дозволили одержати помітну перевагу в масі сажалкових риб над ставовими рибами. Наприкінці експерименту середня маса дволіток коропу у сажалках складала 296±7 г, у ставку - 275±11 г.
Вплив аліментарних факторів на функціональний стан печінки коропа при вирощуванні в індустріальних умовах. У фаховій літературі зібраний численний матеріал, який свідчить про посилене жиронакопичення в печінці різних видів риб при утриманні їх на низькобілкових вуглеводних раціонах [Остроумова, Комарова, 1979; Семенкова, 1987; Горюнова и др., 2000; Zakes et al., 2001], при дефіциті деяких вітамінів у кормових дієтах [Рождественская, 1976; Soliman et al., 1986] та інших похибках у харчуванні [Илясова, Канидьева, 1992; Daskalow et al., 2000].
Для оцінки впливу на печінку коропа співвідношення білка та вуглеводів у кормах ми використовували експериментальні кормосуміші, які вірогідно відрізнялися (Р < 0,05) за даними показниками якості від контрольного корму К 111-9 Укр. Високобілкова кормосуміш містила 36,5±0,8% протеїну переважно тваринного походження (відношення тваринного протеїну до рослинного складало 1 : 0,8) та 36,5% вуглеводів; низькобілкова - 26,8±0,6% протеїну (1 : 5,6) і вуглеводів - 50,8%; контрольний корм – 33,0±0,7% протеїну (1 : 1,4) і 41,1% вуглеводів. Експеримент тривав протягом 4 місяців (червень – вересень), температура води при цьому змінювалась у межах 25-34 оС.
Таблиця
Динаміка показників хімічного складу печінки коропа та відносного
приросту його маси при годуванні різноякісними кормами (M±m, n=5)
Примітка: 1 – високобілковий корм; 2 – низькобілковий корм; 3 – корм з метіоніном;
* - різниця з контролем вірогідна (Р<0,05)
Проведені дослідження показали, що вміст білка та глікогену в печінці коропа знаходився в прямій залежності від рівня протеїну і вуглеводів у кормі (табл.). Проте кількість загальних ліпідів у печінці риб була однаково високою незалежно від якості споживаних кормів: 18-27% порівняно з 17-23% на контрольному кормі та майже вдвічі більше, ніж у ставових риб. Причому в період, коли температура води у сажалках досягала 30-34 оС (липень-серпень), підвищення рівня протеїну та зниження рівня вуглеводів у кормі не гальмувало, а навіть підсилювало (у середньому на 10%) процес ожиріння печінки риб. Аналогічні результати були отримані при годуванні інших видів риб кормом, у якому вміст білка перевищував їх фізіологічні потреби [Gallagher, 1999]. Високобілковий корм у наших дослідженнях помітно активізував ріст коропа лише в перший місяць експериментального періоду (червень) – на 30%, у подальші місяці кращі пластичні показники були у риб контрольного варіанту. Отримані результати дозволили зробити висновок, що загальний (валовий) вміст білка та вуглеводів у кормах не були головними чинниками надмірного жиронакопичення в печінці коропа, яке мало місце при споживанні рибами як низькобілкового, так і високобілкового корму в умовах тепловодного вирощування. Ожиріння печінки, яке спостерігалось у коропа при годуванні високобілковим кормом, свідчить про більш інтенсивне залучення продуктів розпаду білків, які надходять до організму риб з кормом, у цикл трикарбонових кислот з утворенням жиру, особливо якщо в кормі мало вуглеводів. При цьому затримується ріст риб, що робить недоцільним використання дорогих високобілкових кормів під час підвищення літньої температури води за межі оптимальних значень.
Використання речовин як кормових домішок з ліпотропними властивостями свідчило, що метионін у складі корму К 111-9 Укр. (0,5%) стримував процес ожиріння печінки і виявляв ростостимулюючий ефект (табл.) лише протягом перших двох місяців експериментальної годівлі риб (червень-липень). У цей період у печінці дослідної групи риб відмічався вірогідно знижений вміст загальних ліпідів (на 18-20%, Р < 0,05) і переважання кількості глікогену (на 16-27%, Р < 0,05). Відносний приріст їх маси на 19-27% перевищував контрольні показники. Подальші місяці характеризувалися посиленим жиронакопиченням (на 18%, Р < 0,05), скороченням запасів глікогену (на 28-41%, Р < 0,05) та різким зростанням кількості білка (на 18-26%, P < 0,05) в печінці риб дослідного варіанта при порівнянні з контрольним. При цьому відносний приріст їх маси скоротився у 2-3 рази проти контролю.
Літературні джерела свідчать, що в теплокровних тварин надлишок метіоніну в кормі, як і його нестача, призводить до ожиріння печінки [Laughlan, 1979]. Встановлено також, що метіонін гальмує всмоктування в кишковому тракті лейцину, фенілаланіну та глютамінової кислоти [Калашникова, Клейменова, 1985]. Очевидно, що в наших дослідах надмірне надходження метіоніну до організму риб протягом тривалої годівлі викликало порушення балансу амінокислот у тканинах і перетворення їх надмірну кількість у жир, що спричиняло пригнічення пластичного обміну і, внаслідок цього, гальмування росту риб. Таким чином, використання метіоніну як ліпотропної і ростостимулюючої кормової домішки було виправдано лише в перші місяці вегетаційного періоду вирощування риб.
З обміном метіоніну в організмі тісно позв’язаний обмін холіну, який також має ліпотропні властивості [Алиев, 1980]. Нами експериментально перевірялась гіпотеза про те, що надмірне ожиріння коропа при тепловодному вирощуванні може бути викликано дефіцитом холіну в організмі риб у зв’язку з підсиленим його розпадом за дії підвищеної температури води [Романенко, 1983].
Холін у вигляді хлористоводневої солі холін-хлориду 70%-ної концентрації вводився в корми у кількості 0,2% и 0,6%. Розрахунок кількості його введення в корм ґрунтувався на відомій потребі коропа в холіні [Яржомбек и др., 1986] і даних про вміст холіну в окремих компонентах базового корму К 111-9 Укр. [Петрухин, 1989]. Годівля риб здійснювалась протягом 30 днів за температури води 26-32 оС.
Результати свідчили, що введення до складу комбікорму 0,2% холін-хлориду не викликало вірогідних змін у вмісті загальних ліпідів, білка та глікогену в печінці і м’язах риб, але відбивалось на співвідношенні окремих ліпідних фракцій у їх тканинах (рис. 4). У коропа дослідної групи в печінці збільшувалась частка ФЛ і ЕХС відповідно на 24% і 46% (Р < 0,05), кількість ТАГ знизилась на 13% (P > 0,05). Показники росту риб дослідної і контрольної груп не мали вірогідної різниці.
Збільшення кількості холін-хлориду в кормі до 0,6% сприяло зниженню жиронакопичення в печінці та м’язах коропа відповідно на 29% і 21% у порівнянні з контрольним варіантом (Р < 0,05). Дослідний корм сприятливо впливав на білковий та вуглеводний обміни у тканинах риб, стимулюючи вірогідне збільшення (Р < 0,05) кількості білка у м’язах (на 16%) і глікогену в печінці (на 19%), а також зольних елементів (на 28%). Помітні зміни відбувалися у співвідношенні ліпідних фракцій: достовірно зросла частка ФЛ
(на 29%) і ЕХС (на 71%), але знизилась частка ТАГ (на 31%, Р < 0,05). Аналогічні зміни якісного складу були характерні для ліпідів м’язів (див. рис. 4). Збільшення синтезу пластичних речовин у організмі риб сприяло підвищенню приросту їх маси приблизно в 1,5 рази у порівнянні з рибами, яких годували комбікормом стандартного рецепта.
Таким чином, холін-хлорид у складі корму сприяв, з одного боку, гальмуванню процесу перетворення полісахаридів у жири, з другого – прискорював вихід нейтральних ліпідів та холестерину із печінки і тим самим запобігав інфільтрації її жиром. Ефективні ліпотропні та ростостимулюючі властивості холін-хлориду вказують на необхідність додаткового введення його до штучних кормів при тепловодному індустріальному вирощуванні коропа в період підвищеного температурного режиму води у сажалках.
Наявність у складі комбікорму К 111-9 Укр. вітамінного преміксу (1%), який містив водорозчинні (В1, В2, В5, В12, Вс) та жиророзчинні (А, D) вітаміни, не відбивалося на рівні жиронакопичення в печінці коропа, але активізувало синтез білка (на 19%, Р < 0,05) і сприяло збільшенню приросту маси дослідної групи риб у 1,5 рази в порівнянні з контрольною групою.
При введенні до раціону коропа яловичої селезінки як природної кормової домішки до базового корму К 111-9 Укр. було встановлено, що вже через 2 тижні годівлі кількість ліпідів у печінці риб зменшилась на 17-19% (Р < 0,05) за рахунок зниження синтезу ТАГ; збільшився синтез білка на 21% (Р < 0,05) і структурних ліпідів (ФЛ, ХС), що сприяло нормалізуванню кольору й консистенції даного органу. Сприятливий вплив селезінки на структурний стан печінки риб обумовлений, певно, наявністю в ній вітамінів (А, С) та цінних мікроелементів (залізо та інш.) у доступній природній формі, на відміну від преміксу, де вони знаходяться у формі хімічно чистих препаратів. Однак у споживчому відношенні селезінка є низькобілковим кормом, і тому тривале її використання (протягом місяця) у складі пастоподібного корму призводило до зменшення кількості білка в м’язах риб на 21% (P < 0,05) і зниження відносного приросту маси риб майже вдвічі в порівнянні з рибами, яких годували сухим комбікормом.
Вплив абіотичних чинників водного середовища на функціональну активність печінки коропа. Численними дослідженнями було встановлено, що з підвищенням температури води до певних меж у організмі коропа збільшуються обмінні процеси, у тому числі й ліпідний обмін [Евтушенко, 1976; Woldtke, 1978; Романенко, 1979; Комарова, 1980; Артамонова, Федорченко, 2000 и др.]. Показано, що перевищення оптимальних для даного виду риб значень температури води призводить до пригнічення окиснюваних процесів і активації гліколізу в печінці та інших тканинах, внаслідок чого утворюються передумови для посиленого синтезу ліпідів [Пархоменко и др., 1981; Арсан, 1986]. Аналогічні зміни в
тканинах риб відмічені в умовах гіпоксії [Романенко и др., 1991; Лущак, 2002]. Оскільки в сажалках тепловодних господарств у літній період температурний і газовий режими часто виходять за межі оптимальних для коропа значень, тому метою наших досліджень було також вивчення їх впливу на показники функціонального стану печінки і темп росту риб.
При вивченні температурного чинника температурні відмінності у дослідних і контрольних сажалках були вірогідними (Р < 0,05) і складали в середньому 3 оС. Середньомісячні значення температури води за період досліджень (квітень-вересень) складали: у дослідних сажалках 18-31 оС, у контрольних - 15-28 оС.
У ході експерименту було встановлено (рис. 5), що підвищення температури води в дослідних сажалках у межах 18-27 оС активізувало біосинтетичну функцію печінки риб. При цьому в тканинах коропа вірогідно (Р < 0,05) підсилювалось накопичення ліпідів (на 19-21%), білка (на 16-20%), глікогену (на 20-40%) у порівнянні з рибами, які вирощувались у контрольних сажалках з більш низьким температурним режимом. Приріст маси тіла в цей період у дослідної групи риб був також помітно вищим (у середньому на 40%).
Подальше підвищення температури води до 30-34 оС супроводжувалось зростанням жиронакопичення в печінці (на 24%, Р < 0,05), головним чином, за рахунок ТАГ і ХС. Функція печінки утворювати ефірозв’язаний ХС при цьому слабшала, про що свідчило
зниження КЭ у 3-6 рази в печінці та 3-4 рази у м’язах дослідної групи риб у порівнянні з контрольною. Під впливом високої температури води пригнічувалась глікогенутворююча функція печінки, що призводило до падіння рівня глікогену в печінці (на 22%, Р < 0,05) і м’язах (на 7-18%, P > 0,05).
Зниження синтезу глікогену та активне накопичення ліпідів у печінці коропа свідчить про зміни спрямованості метаболічних процесів у даному органі та “перемикання” організму риб з пластичного обміну на енергетичний обмін. Внаслідок цих перебудов у тканинному обміні речовин відбувалося скорочення відносного приросту маси дослідної групи риб у порівнянні з контрольною на 30%. На думку окремих авторів [Свирский, Извеков, 1999], зниження активності метаболічних процесів у тканинах риб являє собою адаптивне пристосування їх до екстремальних умов.
В експерименті з вивчення впливу кисневого режиму на функціональний стан печінки коропа середньомісячні значення концентрації кисню в дослідних і контрольних сажалках мали стійку вірогідну різницю (Р < 0,05) і змінювались з квітня по вересень: у дослідних сажалках від 4 до 9 мг/л, у контрольних від 6 до10 мг/л, при цьому температура води не мала вірогідної різниці (Р > 0,05).
Результати досліджень свідчили (див. рис. 5), що зниження розчиненого у воді кисню до 2-4 мг/л (липень-серпень) при високих значеннях температури води (29-34 оС) супроводжувалось різким підвищенням рівня жиронакопичення в печінці (на 20-30 %, Р < 0,05) і помітним падінням кількості загальних ліпідів у м’язах коропа (на 30%, Р < 0,05). У фракційному складі ліпідів печінки відбулися суттєві зміни: зросла частка ТАГ (на 20%, P < 0,05) і ХС (на 20-24%, P < 0,05), але знизилась кількість ФЛ (на 15%, P < 0,05). В умовах гіпоксії помітно пригнічувалась спроможність печінки етерифікувати ХС, про що свідчило падіння частки ЕХС у печінці (на 30-50%, Р < 0,05) і м’язах (на 19%, Р < 0,05).
При дефіциті розчиненого у воді кисню відмічалось різке скорочення запасів глікогену в печінці (на 19-36%, Р < 0,05) і падіння рівня білка в м’язах (на 17-22%, Р < 0,05), що призводило до зниження відносного приросту маси коропа майже вдвічі в порівнянні з ростом риб у сажалках з підвищеним кисневим режимом.
Висновки
Проведені дослідження дозволили встановити, що головними чинниками надмірного жиронакопичення в печінці коропа при саджалковому тепловодному вирощуванні є абіотичні - підвищена температура води і зниження концентрації кисню. При цьому ожиріння печінки спричиняє годівля коропа штучними кормами, які не відповідають
фізіологічним потребам риб в умовах напруженого термічного та кисневого режимів, а саме за співвідношенням білка і вуглеводів, вмістом вітамінів, і особливо кількістю речовин, які мають ліпотропну дію – метіоніну та холіну. Вивчення хімічного складу і структури печінки коропа показало, що активне накопичення жиру в гепатоцитах відбувається внаслідок посиленого розпаду глікогену та зниження синтезу транспортних фракцій ліпідів (фосфоліпідів, ефірів холестерину), які забезпечують вихід нейтрального жиру з печінки. Ожиріння печінки носить переважно зворотний характер, але супроводжується порушенням низки функцій даного органу, які призводять до затримки росту риб.
На підставі отриманих результатів були встановлені такі особливості:
- У коропа при сажалковому вирощуванні на теплих водах, на відміну від ставового вирощування, у вегетаційний період відбувається посилене накопичення ліпідів у печінці практично в 100% досліджених риб, яке супроводжується морфологічними та структурними змінами органу. Восени більшість гепатоцитів регенерують свою структуру, але 8-10% від їх кількості мали не зворотні зміни (редукція цитоплазми, деформація ядра, руйнування клітинних оболонок).
- Накопичення загальних ліпідів у печінці коропа відбувалося переважно за рахунок фракції триацилгліцеринів і, у меншій мірі – за рахунок холестерину, при цьому пригнічувався синтез фосфоліпідів (на 28-44%), і особливо ефірів холестерину (на 50-74%).
- Надмірне ожиріння печінки суттєво відображалось на її функціональній діяльності, пригнічуючи, в цілому, її метаболічну активність, про що свідчать знижені (на 30%) значення гепатосоматичного індексу в коропа при сажалковому вирощуванні в порівнянні зі ставовим вирощуванням. Функціональні розлади печінки виявлялись у падінні тканинних запасів глікогену (на 33-60%), порушенні білкового балансу в печінці та зменшенні кількості білка у м’язах (на 11-24%), помітному зниженні спроможності печінки етерифікувати холестерин і синтезувати фосфоліпіди.
- Пригнічення глікоген- та білоксинтезуючої функції печінки в коропа при тепловодному вирощуванні призводило до зниження синтезу пластичних речовин у організмі риб і, як наслідок цього, затримки їх росту в першій половині вегетаційного періоду (на 20-30%).
- Годівля коропа кормами з різним вмістом тваринного білка та вуглеводів незначно (на 8-10%) змінювало вміст загальних ліпідів у печінці, але помітно відбивалось на показниках білкового і вуглеводного обмінів, а також на інтенсивності росту риб, при цьому використання високобілкового корму викликало ростостимулюючий ефект лише на початкових стадіях їх вирощування.
- Використання в складі штучних кормів речовин, які мають ліпотропні властивості, показало, що метіонін у дозі 0,5% зменшував інтенсивність накопичення жиру в печінці (на 18%) лише в перші місяці годівлі риб, подальше його використання викликало зворотний ефект. Найбільш сильні ліпотропні властивості проявляв холін-хлорид у дозі 0,6%, знижуючи рівень жиронакопичення в печінці (на 29%) і стимулюючи синтез пластичних речовин та ріст риб.
- Введення до складу комбікормів вітамінного преміксу (1%), який містив водорозчинні (В1, В2, В5, В12, Вс) та жиророзчинні (А, D) вітаміни, не відбражалось на рівні загальних ліпідів у печінці, але сприяло тканинному синтезу білка та росту риб.
- Годівля коропа пастоподібним кормом з яловичою селезінкою як природною кормовою домішкою стримувала процес ожиріння печінки (на 19%), підсилювала синтез білка та структурних ліпідів (ФЛ, ХС), нормалізувала розміри, колір і консистенцію органу, однак не стимулювала ріст риб, оскільки селезінка, хоча й багата вітамінами та цінними мікроелементами, але в поживному відношенні є низькобілковим кормом.
- Підвищення температури води в сажалках до 30-32 оС за достатнього вмісту розчиненого у воді кисню (6-7 мг/л) спричиняло посилення жиронакопичення в печінці (на 24%) і м’язах (на 20-30%) риб переважно за рахунок ТАГ і ХС, а також зниження в печінці кількості полісахаридів (глікогену) та загального білка, що свідчить про “перемикання” організму риб у цей період з пластичного обміну на енергетичний.
- Тривале утримання коропа в сажалках при зниженні концентрації кисню у воді з 6-7 мг/л (у контролі) до 4 мг/л (у досліді) на фоні підвищеної температури води (30-32 оС) призводило до зростання загальної кількості ліпідів у печінці (на 23%) за рахунок збільшення частки ТАГ і ХС, але при цьому пригнічувалось утворення ЕХС і ФЛ. За умов тривалої гіпоксії спостерігалось порушення білкового балансу в печінці і падіння рівня білка і загальних ліпідів у м’язах, а також різке скорочення запасів глікогену в печінці (на 19-36%). Відносний приріст маси коропа при дефіциті розчиненого у воді кисню скорочувався майже вдвічі при порівнянні з ростом риб у контрольних сажалках з нормальним кисневим режимом.
Пропозиції виробництву. Для практичного рибництва на підставі даних дисертаційної роботи можна рекомендувати такі заходи: з метою прискореної адаптації і стимулювання росту коропа під час весняної пересадки із ставів у саджалки тепловодного господарства використовувати високобілкові кормосуміші з вмістом білка переважно тваринного походження, або додатково вводити в штучні корма метіонін. Влітку, при підвищених температурах води і напруженому кисневому режимі, використовувати в кормовому раціоні
менш дороговартісні низькобілкові корма в комплексі з холін-хлоридом, який має виявлені ліпотропні властивості; в умовах дефіциту розчиненого у воді кисню (4 мг/л і нижче) передбачити засоби її аерації й збільшення швидкості водообміну в сажалках, що сприяє нормалізуванню обмінних процесів у риб і підвищенню іх приросту.
|
