Основні гематологічні показники осетрових видів риб [Acipenseridae] (огляд)

Размещено на http://www.allbest.ru/

АНОТАЦІЯ

Ribogospod. nauka Ukr., 2017; 1(39): 92-117

DOI: https://doi.org/10.15407/fsu2017.01.092 УДК 597-111.12:597.442

ОСНОВНІ ГЕМАТОЛОГІЧНІ ПОКАЗНИКИ ОСЕТРОВИХ ВИДІВ РИБ [ACIPENSERIDAE] (ОГЛЯД)

ПОСТАНОВКА ПРОБЛЕМИ. МЕТА РОБОТИ

Всеохоплююче дослідження крові осетрових видів риб (Acipenseridae) розпочалося в другій половині 60-х років ХХ ст. на теренах колишнього Радянського Союзу і триває донині. Це пояснюється тим, що кров є поліфункціональною системою організму, яка динамічно реагує на всі зміни як навколишнього, так і внутрішнього середовища. Оскільки кров - це постійно рухома тканина, що складається з клітинних елементів і рідкої плазми, її основною функцією є транспорт різноманітних речовин. Однак, в залежності від природи переміщуваних сполук, вона виконує й інші функції: дихальну, трофічну, екскреторну, гомеостатичну, регуляторну, терморегуляторну та захисну [1-3]. Осетрові види риб належать до хрящових ганоїдів (Chondrostei), які за низкою гематологічних показників близькі до пластинозябрових риб (Elasmobranchii). Кількість крові в організмі риб в середньому становить 1-2 % [4-6]. До її складу в першу чергу входять білки, ліпіди, вуглеводи, ферменти, гормони, макро- і мікроелементи, а також продукти обміну речовин. У природному середовищі для осетрових видів риб прийнято вважати нормою наступні значення фізіологічних показників: гемоглобін (НЬ) - 50-80 г/л, білок сироватки крові (БВК) - 28-40 г/л, ліпіди сироватки крові (ЛП) - 3-4 г/л, холестерин (ХС) - 1,0-2, 8 ммоль/л, швидкість осідання еритроцитів (ШОЕ) - 2-4 мм/год [7]. Необхідно відзначити, що хімічний склад крові може змінюватися під дією стресових явищ, які викликають накопичення в організмі карбонатної (H₂CO₃) і молочної (С₃Н₆О₃) кислот, глюкози (С₆Н₁₂О₆), кортикоїдних гормонів (стероїдних гормонів кори наднирників) та адреналіну (епінефрину) [3]. Для крові осетрових риб характерні ознаки примітивності: наявність ядра в еритроцитах і тромбоцитах, порівняно невелика кількість еритроцитів та малий вміст гемоглобіну, що зумовлює низький обмін речовин. Втім, їй одночасно властиві і риси високої спеціалізації: велика кількість лейкоцитів та тромбоцитів, що характерно для організмів з підвищеним клітинним імунітетом, і пояснює високу резистентність осетрових до надзвичайно несприятливих умов середовища [8]. Таким чином, за своїм хімічним складом кров осетрових видів риб мало відрізняється від крові інших хребетних тварин, зокрема, костистих риб. Першочергові відмінності полягають в кількості складових її компонентів [9].

Гематологічні показники, характеризуючись високою лабільністю, слугують індикатором патологічних процесів в організмі. Реакція крові на зміну функціонального стану кожної окремої особини у відповідь на той чи інший вплив неспецифічна і використовується в рибоводній практиці як засіб діагностики стану популяції риб, у тому числі й плідників при створенні високопродуктивних маточних стад осетрових [10]. Водночас, гематологічні показники, відображаючи вплив місця існування, фізіологічного стану організму і в цілому видової специфіки, дуже мінливі. У зв'язку з цим, параметри, які встановлюються для того чи іншого виду, не можуть бути єдиними повсюдно навіть для систематичної одиниці, особливо якщо остання вирощується в різних екологічних умовах. Зокрема, для більшості гематологічних показників простежується сезонна залежність та статевий і віковий диморфізм. Тому будь-яку "норму" гематологічних характеристик слід розглядати як умовний показник для певного часового періоду і екологічних умов. Серед гематологічних показників, для яких у осетрових видів риб простежуються загальні принципи формування, основними є: кількість гемоглобіну, гематокрит (НСТ), лейкоцитарна формула крові, швидкість осідання еритроцитів (ШОЕ). Втім, за показниками крові можна об'єктивно судити про стан організму риб в заданому середовищі або умовах утримання, використовуючи мінливість гематологічних показників (в залежності від температури і забрудненості води, гідрохімічного режиму, складу кормів, сезону року, віку та стадії зрілості гонад тощо) в якості специфічних маркерів для оцінки фізіологічного стану організму та генетичних досліджень [7].

Метою даної роботи є аналіз масиву інформації щодо фізіолого-біохімічних, екологічних та генетичних особливостей основних гематологічних показників та складових крові у осетрових видів риб.

АНАЛІЗ ОСТАННІХ ДОСЛІДЖЕНЬ І ПУБЛІКАЦІЙ. ВИДІЛЕННЯ НЕВИРІШЕНИХ РАНІШЕ ЧАСТИН ЗАГАЛЬНОЇ ПРОБЛЕМИ

Червона кров осетрових видів риб представлена еритроцитами (RBC) і тромбоцитами (PLT). На ранніх фазах розвитку структур крові у них зустрічаються поодинокі еритробласти і всі послідовні стадії еритроїдного ряду: нормобласти, базофільні та поліхроматофільні еритроцити. Кінцевою стадією розвитку цього напряму є поява ортохромних (оксифільних або зрілих) еритроцитів [11]. Основний склад та властивості крові осетрових видів риб наведені в табл. 1.

Таблиця 1. Склад і властивості крові осетрових видів риб [12]

Головна функція еритроцитів - транспорт кисню і, частково, вуглекислого газу. Крім того, вони спроможні транспортувати амінокислоти. Збільшення кількості незрілих еритроцитів, порушення їх морфології є ознакою патологічного процесу в організмі. Тривалість життя еритроцитів може складати більше року, і визначається інтенсивністю їх функціонування. Розміри еритроцитів видоспецифічні, наприклад, у російського осетра (Acipenser gueldenstaedtii) - 16,75^х 14,00 мкм, а у севрюги (Acipenser stellatus) - 12,40^х 11,07 мкм [12].

Молоді форми еритроцитів - базофільні і поліхроматофільні клітини. їх переважання у еритроїдному ряді властиве молоді та цьоголіткам осетрових видів риб. Зокрема, в останніх частка молодих форм еритроцитів складає 15-25 % від загального обсягу клітин еритроїдного ряду. Такий високий рівень еритропоезу молоді вказує на інтенсивне кровотворення. Згодом, вже у дволіток, спостерігається зниження % молодих форм еритроцитів до 2,8, що характерно для фізіологічної норми риб старшого віку, вирощуваних в аквакультурі [11].

Для зрілих або оксифільних еритроцитів осетрових видів риб характерна висока концентрація глутатіону GSH. Співвідношення GSH/HB у них значно вище, ніж у ссавців. Редокс-система глутатіону (GSHGSSG) слугує буфером, який запобігає деструктивній дії активних форм кисню та забезпечує механізми детоксикації. Сульфгідрильна (відновлена) GSH форма легко піддається як ферментативному, так і неферментативному окисненню, внаслідок чого утворюється дисульфідна (окиснена) форма. Як ефективний антиоксидант GSH відіграє виняткову роль у підтримці структурної цілісності еритроцитів, SH- захисту груп гемоглобіну (Hb) та інших протеїнів еритроцитів від дії окиснювачів. Таким чином, можливість прямого відновлення метгемоглобіну (MtHb) та антиоксидантні властивості GSH зумовлюють його помітну роль в системі підтримки структури і функцій Hb [13].

Площа поверхні еритроцитів відображає рівень обмінних процесів і функціональний стан організму в певний період життя риб. Наприклад, за даними Л.Д. Житеневої, у стерляді з природних водойм вона в нормі становить 73,14 мкм². В той же час, у риб, вирощених в умовах аквакультури, вона становить - 75,03-121,78 мкм ² у риб віком 10-12 місяців та 81,86-100,04 мкм ² - особин віком - 20-24 місяці. Це пояснюється більш активним ростом риб, що культивуються при контрольованих умовах [14].

Мінливість концентрацій еритроцитів має сезонний характер, а також залежить від віку та розмірно-вагових показників риб. Це пояснюється тим, що в процесі онтогенезу концентрація Hb в руслі крові змінюється. Крім того, загальна еритропоетична активність завжди підвищена у весняно-літній період. Наприклад, в лютому у стерляді (Acipenser ruthenus) молодшої вікової групи вона становить близько 0,96±0,14 г/л, а старшої - 0,87±0,07 г/л. Станом на липень, в обох вікових групах ці показники зростають майже вдвічі, що спричиняє збільшення концентрації Hb. Сезонність червоної крові властива й рибам, які вирощуються в індустріальних умовах за постійної температури води [14, 15].

Сезонні зміни гематологічних показників плідників осетрових видів риб, на прикладі самок російського осетра (Acipenser gueldenstaedtii), наведені в табл. 2.

Таблиця 2. Сезонні зміни гематологічних показників самок російського осетра [16]

Гематокрит відображає частку еритроцитів в загальному об'ємі крові. Цей показник найчастіше використовують для оцінки ступеня вираженості анемії. Його підвищення або зниження відносно норми свідчить про наявність захворювання або стресу [16]. Гематокрит крові осетрових видів риб наведений в табл. 3.

Таблиця 3. Гематокрит крові осетрових видів риб, % [12]

ОРЕ (осмотична резистентність еритроцитів) використовується для визначення та оцінки фізіологічного стану осетрових видів риб. ОРЕ характеризує фізико-хімічні властивості мембран еритроцитів та динамічної рівноваги водних компонентів інтерстеціальної рідини. ОРЕ осетрових риб коливається в залежності від їх способу життя - морського чи річкового. Наприклад, для російського осетра (Acipenser gueldenstaedtii) ОРЕ у солоній воді становить 0,180,20 та 0,28-0,30 (% розчину NaCl) - у прісній. Зниження ОРЕ свідчить про інтоксикацію організму та сприяє гемолізу еритроцитів при стресі [17]. гематологічний показник осетрова кров

ШОЕ (швидкість осідання еритроцитів) є одним з найбільш уживаних показників, оскільки чітко відображає особливості фізіологічного стану осетрових риб. За його значеннями діагностують захворювання травматичного, запального та гіпоксичного ґенезу. Слід зазначити, що у доместикованих риб він трохи вище, ніж у заготовлених з природної популяції (і ярових, і озимих рас). Статева приналежність на нього суттєво не впливає [17]. В фізіологічній нормі для осетрових видів риб ШОЕ коливається в межах 1-6 мм/год [14]. ШОЕ притаманні сезонні зміни, зокрема навесні вона стпановить приблизно 3,7±0,3, а восени - 5,1 ± 0,5 мм/год. Крім того, оскільки цей показник свідчить про підвищений вміст ліпідів в крові, використовується для визначення функціонального стану плідників [18]. Підвищення ШОЕ при низькому рівні Hb в крові є характерною ознакою часткової резорбції ікри. В той же час, зростання ШОЕ за нормального рівня Hb є стандартною реакцією організму осетрових видів риб на дію гормональних стимулюючих препаратів [16].

Гемоглобін (Hb) - складний дихальний білок з класу хромопротеїнів, що міститься в еритроцитах та надає їм червоного кольору. Він є найважливішим елементом реалізації дихальної функції, здійснюючи транспортну функцію кисню та вуглекислого газу, до тканин і назад. Крім транспортування кисню та вуглекислого газу Hb регулює роботу імунної системи і щитоподібної залози, відповідає за виведення токсинів з організму, бере участь в процесах регенерації клітин [15, 19, 20]. Концентрація Hb в еритроцитах має важливе діагностичне значення. Без цього показника неможлива оцінка інтенсивності обмінних процесів в організмі. Зниження вмісту Hb вказує на пригнічення кровотворення, що найчастіше є несприятливою ознакою, але може служити і показником виключно хороших кисневих умов. При дефіциті або надлишку Hb порушуються метаболічні процеси в організмі риб [20, 21].

Концентрація Hb у молоді осетрових видів риб збільшується з віком. На підставі досліджень Р.В. Афонич представлені зміни його концентрації в процесі отногенезу осетрових [22].

Таблиця 4. Концентрація Hb у молоді осетрових видів риб, г % [22]

Концентрація Hb у статевозрілих осетрових значно вища такої у більшості прісноводних і морських риб. Так, вона досягає 15,0 г %, а в середньому дорівнює 11,0-12,0 г %. Оскільки для осетрових видів риб характерна велика кількість крові в організмі, що досягає 3,0 % (в середньому - 2,7 %), кількість цього білка досягає 3,9 г на 1 кг маси тіла (в середньому - 3,5 г на 1 кг маси тіла) [23]. Для ссавців (Mammalia) цей показник дорівнює 5,0-25,0 г на 1 кг маси тіла. Сезонні коливання концентрації Hb не притаманні [12]. Концентрація Hb у статевозрілих особин осетрових видів риб наведена в табл. 5.

Таблиця 5. Гематологічні показники статевозрілих осетрових видів риб [23]

Фракційний склад Hb осетрових риб видоспецифічний та розподіляється на "швидкі" і "повільні" компоненти. Наприклад, Hb основного, першого фенотипу (Hb-1), у російського осетра (Acipenser gueldenstaedtii) представлений 7 компонентами, у амурського осетра (Acipenser schrenckii) - 8, у сахалінського (Acipenser mikadoi) - 13 компонентами. Основними параметрами його оцінки є кількість компонентів, їх відносна рухливість та відносний вміст білка, що припадає на окремі компоненти [24]. Фракційний склад Hb риб не залежить від статі, стадії зрілості гонад чи розмірно-вагових показників [25]. Гемоглобінограму осетрових поділяють на 3 зони: швидко рухому фракцію (ШРФ), середньо рухому фракцію (СРФ) та повільно рухому фракцію (ПРФ). У кожної з них відносна рухливість, кількість мікро- та макро компонентів, а також відносний вміст білка в останніх є видоспецифічними [2]. Наприклад, гемоглобін білуги (Huso huso) можна розділити на 7 компонентів, один з яких знаходиться в зоні ШРФ гемоглобінограми, і шість компонентів - в зоні СРФ [24].

Еколого-фізіологічна гетерогенність осетрових видів риб виявляється в наявності в них трьох типів фракційного складу Hb: "прісноводного", "морського" та "перехідного". Характерною особливістю "прісноводного" типу є значне (3-10-кратне) перевищення "повільних" компонентів в СРФ гемоглобінограмм над "швидкими" та наявність серед них одного домінантного компонента. До цього типу належать: стерлядь (Acipenser ruthenus), осетер сибірський (Acipenser baeri), великий амудар'їнский лопатоніс (Pseudoscaphirhynchus kaufmanni), білуга (Huso huso) та шип (Acipenser nudiventris). Характерною особливістю "морського" типу є значне (2-8-кратне) переважання "швидких" компонентів над "повільними" та локалізація серед "швидких" одного домінантного компонента. Його представниками є: севрюга (Acipenser stellatus), калуга (Huso dauricus) та амурський осетер (Acipenser schrenckii). "Перехідний" тип фракційного складу Hb характеризується вищою (в 1,6-1,8 разів) часткою "повільних" компонентів в порівнянні зі "швидкими" і наявністю 1-2 домінуючих в групі "повільних" компонентів основної СРФ гемоглобінограмм. Він властивий російському (Acipenser gueldenstaedtii) та сахалінському(Aczpenser mikadoi) осетрам [15, 25].

Зміни фракційного складу Hb при міграціях у осетрових видів риб не відбувається. На відміну від костистих риб, при їх переході з моря в річку частка і співвідношення між його компонентами залишаються без змін. Таким чином, стратегія біохімічної адаптації осетрових риб відрізняється від такої костистих, забезпечуючи нормальну життєдіяльність як в морський, так і в річковий період життя одним і тим же набором ізогемоглобінів [21]. Таким чином, тривале (впродовж 5-6 років) вирощування осетрових в умовах аквакультури призводить до формування фракційного складу Hb, ідентичного тому, який спостерігається у одновікових риб, що мешкають в морській воді [24].

Вікові зміни фракційного складу Hb осетрових видів риб спрямовані на зниження частки білка, що припадає на "повільні" компоненти, та її підвищення в "швидких" компонентах гемоглобінограм [2]. Найбільш інтенсивне формування фракційної структури Hb у молоді осетрових протягом першого місяця життя. Із збільшенням віку та маси тіла зростає і вміст Hb, що обумовлено нормалізацією обмінних процесів в організмі [7]. Гемоглобінова буферна система осетрових риб, як і вищих хребетних, займає до 70-75 % буферної ємності крові. Існує зв'язок між стійкістю риб до закислення води, ефективністю гемоглобінової буферної системи та величиною ефекту Вериго-Бора. Ефект Вериго-Бора демонструє залежність ступеня дисоціації оксигемоглобіну від величини парціального тиску вуглекислоти в альвеолярному повітрі та крові, при зниженні якого спорідненість кисню до Hb підвищується, що ускладнює перехід кисню з капілярів в тканини. Цей показник відображає зворотнє відношення між рН та р 50 - величиною напівнасичення Hb киснем, тобто зниження його спорідненості до кисню, що супроводжується зниженням рН крові. Р 50 при рН 7,2 знаходиться в межах 19,925,9 мм рт. ст. у осетрових риб напротивагу 16,3-48,0 мм рт. ст. у костистих риб (Teleostei) [25]. Величина ефекту Вериго-Бора використовується для характеристики стійкості організму до закислення води та ефективністю гемоглобінової буферної системи. У осетрових риб стійкість до закислення середовища знижується разом із зменшенням ефективності гемоглобінової буферної системи [26, 27].

Білірубін (C₃₃H₃₆N₄O₆) є кінцевим продуктом розпаду Hb. Виділяється з жовчю в кишечник. Некон'югований білірубін (непрямий) добре розчиняється в жирах (ліпофільний), але дуже погано - у воді (гідрофобний). Для транспортування кровоносним руслом його зв'язують альбуміни. Визначення кількості білірубіну плазми крові (рідка частина крові, що містить розчинені у воді іони, неорганічні й органічні речовини) використовується для оцінки функцій печінки [28].

Тромбоцити (PLT) осетрових видів риб - це справжні клітини круглої чи овальної форми. Кількість тромбоцитів в 1 мм ³ крові може істотно коливатися. Походження та функції цих клітин у осетрових видів риб є дискусійним питанням. Так, оскільки відсутні чіткі морфологічні межі між круглими тромбоцитами і малими лімфоцитами, особливо голоядерними, ряд дослідників вважає, що тромбоцити походять від лімфоцитів. На користь цієї гіпотези свідчать імуногенні властивості тромбоцитів. А.А. Маркосян, Л.Д. Житенева, Є.В. Макаров та О.А. Рудницька з наявності мітохондрій в клітинах тромбоцитів роблять висновок, що останні беруть участь і в процессі дихання [4-6, 29].

Біла кров (WBC) осетрових видів риб представлена лейкоцитарною формулою - відсотковим співвідношенням різних форм лейкоцитів [12]. За якісним складом білої крові принципових відмінностей між видами родини осетрових риб немає, проте за розмірами клітин білої крові простежується видова специфічність. Наприклад, у сибірського осетра (Acipenser baeri) вони більші, ніж у російського осетра (Acipenser gueldenstaedtii) та стерляді (Acipenser ruthenus) [30, 31]. Лейкоцитарна формула осетрових видів риб за фізіологічної норми, на прикладі російського осетра (Acipenser gueldenstaedtii) наведена в табл. 6.

Таблиця 6. Лейкоцитарна формула крові російського осетра (Acipenser gueldenstaedtii) за фізіологічної норми, % [32]

Індекс зсуву лейкоцитів крові (ІЗЛК) є маркером реактивності організму і розраховується за наступною формулою:

Ізлк = (Е + Б + Н(С + П + Ю+ Мі)) / (Мо + Лі),

де Е, Б, Н, Мо та Лі це відсотковий вміст еозинофілів, базофілів, нейтрофілів, моноцитів та лімфоцитів у лейкоцитарній формулі. Його підвищення (зсув вправо) свідчить про активний запальний процес та порушення імунологічної реактивності. Воно пов'язане із зниженням кількості еозинофілів (еозинопенія) та підвищенням кількості паличкоядерних та сегментоядерних нейтрофілів [33]. Лейкоцитарні клітини осетрових видів риб, крім лімфоцитів (LYM), представлені лейкоцитами мієлоїдного ряду (мієлобластами, промієлоцитами, мієлоцитами і метамієлоцитами), паличко- та сегментноядерними нейтрофілами, а також еозинофілами, моноцитами, макрофагами й базофілами [34, 35]. Лейкоцити виконують функцію захисту організму від проникнення хвороботворних мікроорганізмів. їх кількість у осетрових залежить від низки факторів, в першу чергу - від виду риб та умов навколишнього середовища [12]. Середній вміст лейкоцитів в крові, для статевозрілих осетрових риб, за нормального фізіологічного стану, наведений в табл. 7.

Таблиця 7. Середній вміст лейкоцитів в крові статевозрілих осетрових видів риб [12]

До гранулоцитів належать клітини мієлоїдного ряду, паличкоядерні і сегментоядерні нейтрофіли, а також еозинофіли. Зростання частки гранулярних лейкоцитів свідчить про погіршення фізіологічного стану риб, що має різну етіологію (запальний процес, інфекційний процес, інвазія, алергічна реакція) [34]. Серед агранулоцитів у осетрових видів риб найбільшу частку становлять моноцити та лімфоцити [14].

Лімфоцити осетрових видів риб невеликих розмірів, округлої або овальної форми з червоно-фіолетовим круглим ядром, в якому хроматин утворює переходи від більш щільних до менш щільних ділянок. Цитоплазма лімфоцитів переривчаста, іноді утворює випуклості на зразок псевдоподій, які надають клітині амебоїдної форми [36]. Основу білої крові осетрових риб складають лімфоцити, формуючи лімфоцитарний профіль. Частка лімфоцитів в загальному пулі лейкоцитів не опускається нижче 65,9 % і не перевищує 94 % [34]. В середньому, кількість лімфоцитів становить близько 71,3 %, а в периферичній крові (циркулюючій по судинах) статевозрілих особин - 32,4-34,1 % [30]. Абсолютна більшість лімфоцитів в лейкоцитарній формулі свідчить про високий ступінь розвитку клітинного імунітету [4-6, 14].

Нейтрофіли осетрових видів риб мають велике та розсічене ядро червоно- фіолетового кольору [30]. За даними Л.В. Баденко, фізіологічною нормою для осетрових риб є наступна кількість 3-15 % нейтрофілів [14]. Паличкоядерні нейтрофіли особливо поширені у риб, вирощених при регульованому температурному режимі. Втім, надмірне збільшення їх кількості свідчить про високу фагоцитарну активність. Інтенсивне утворення нейтрофілів та збільшення їх кількості є нормальним для плідників осетрових видів риб перед початком нересту. Це зумовлене тим, що нейтрофіли і моноцити виділяють фермент, який сприяє розчиненню міжклітинних речовин [31].

Еозинофіли в циркулюючій крові зустрічаються не у всіх видів риб, однак у осетрових на їх частку припадає до 10 %. Основною функцією еозинофілів є участь у формуванні імунітету до гельмінтів, а еозинофілія периферичної крові та тканин є характерною рисою алергічної реакції [35]. Крім цього, як і у вищих хребетних, еозинофілам риб, поряд з нейтрофілами, належить важлива роль в підтримці тканинного гомеостазу, в тому числі регуляції реакції запалення. Різке зростання відносного числа еозинофілів за дії токсикантів різної природи вказує на активну участь цих клітин в реакції на токсичний стрес. Наприклад, збільшення відсотка еозинофілів в периферичному руслі крові осетрових видів риб є характерною ознакою алергічної реакції на короткочасне збільшення концентрації нітратного азоту в воді [14]. Таким чином, еозинофілія в цілому вказує на посилення запальних процесів або патологічне порушення імунітету [37]. Характерною відмінністю еозинофільних елементів осетрових риб на стадії зрілості є великі оранжево-червоні гранули, густо розташовані на тлі слабобазофільної цитоплазми [30]. Гранули часто розташовуються не тільки в цитоплазмі, а й в самому ядрі синьо-фіолетового кольору, неправильної форми [36]. За радіаційного впливу гранули еозинофілів набувають чорного кольору [4-6].

Моноцити в периферичному руслі крові досить рідкісні клітини, і в крові гібридів осетрових зустрічаються частіше, ніж у чистих ліній. Дискусійними є питання стосовно їх походження, життєвого циклу, взаємозв'язків та взаємин з іншими клітинами. Моноцити риб схожі з такими ссавців (Mammalia), як своєю ультраструктурою, так і високою фагоцитарною активністю. Моноцитам осетрових видів риб притаманне синьо-фіолетове велике ядро округлої форми та вузька смужка цитоплазми димчастого кольору [36]. Моноцити є активними фагоцитами, що поглинають не стільки бактерії, скільки продукти розпаду клітин і тканин, крім того, вони здатні інактивувати токсини [37]. Моноцити характеризуються значною міграційною здатністю. Продукуючи антитіла, вони беруть участь в регуляції імуногенезу і гранулопоезу. Деструктивні зміни моноцитів виникають за наявності токсичних агентів в організмі, а також за вірусних і паразитарних захворювань. Моноцити здатні впливати на міграційні властивості нейтрофілів, посилюючи їх або послаблюючи. При певних умовах (наприклад, в осередках запалення) вони можуть трансформуватися в макрофагів [4-6, 35].

Макрофаги концентруються в селезінці і здійснюють "відбір" клітин, видаляючи старі еритроцити або цілком, або вилучаючи з них гранули заліза, без руйнування самої клітини (так зване викопування). Таким чином, макрофаги депонують залізо. Крім того, вони впливають на проліферацію і дозрівання клітин еритропоетичного ряду. Також, існує своєрідний контакт між макрофагами і лімфоцитами. Макрофаг, будучи носієм антигена, концентрує навколо себе скупчення лімфоцитів, які утворюють з ним та між собою цитоплазматичні містки. Контакт здійснюється за допомогою одиничного пальцеподібного відростка лімфоцита. Макрофаги при цьому передають антигенну інформацію імуно-компетентних клітин [4-6].

Базофільні лейкоцити осетрових видів риб є дискусійним питанням, оскільки спостерігаються у риб не з усіх ареалів існування. Вперше вони були відзначені в крові білуги, севрюги та осетра [38]. Взагалі, як вказують Б.М. Драбкіна та Л.П. Телкова, у осетрових риб ці клітини зустрічаються надзвичайно рідко. Можливо, це пояснюється тим, що базофіли є клітинами екстремального реагування і з'являються в периферичному руслі в рідкісних випадках [4-6].

Білковий спектр сироватки крові є одним з найважливіших показників при вивченні фізіологічного стану риб. Високий вміст білка в сироватці крові риб в межах встановлених норм - сприятлива ознака, а його зниження пов'язане з втратою життєстійкості і може супроводжуватися загибеллю [31]. Вміст білків у крові осетрових видів риб залежить від великої кількості факторів - віку, статі, фізіологічного стану, пори року, забезпеченості кормами (в першу чергу білковими), наповнення шлунково-кишкового тракту, стану здоров'я тощо [12]. Вміст білків у сироватці крові осетрових видів риб за стану фізіологічної норми наведений в табл. 8.

Таблиця 8. Вміст білків у сироватці крові осетрових видів риб [12]

Більшість найтонших біологічних функцій виконується білками або за їх участю. Найважливішою функцією білків сироватки крові є транспорт речовин, що забезпечують клітини організму тварини будівельним матеріалом і енергією. Входячи до складу ферментів, білки забезпечують проходження більшості необхідних для життєдіяльності організму процесів [20]. Білки плазми (сироватки, позбавленої фібриногену) крові відіграють вирішальну роль у регуляції розподілу позаклітинної рідини між внутрішньо- і позасудинним відділами рідкого середовища організму. Фільтраційно-реабсорбційна гіпотеза Ернеста Старлінга пояснює переміщення рідини через стінку капіляра протидією гідростатичного тиску крові і онкотичного тиску, утвореного білками плазми крові. Вона заперечує можливість проникнення білків плазми крові з судинного простору в тканинний. Сучасні моделі, розроблені для вищих хребетних, допускають фільтрацію інтраваскулярних білків в тканинний простір в деяких відділах мікроциркуляторної системи і, як наслідок, - існування функціональної різноякісності капілярів від абсолютної непроникності для білків (капіляри центральної нервової системи) до необмеженої проникності (капіляри печінки) [39]. Тканинні рідини риб містять значні кількості білка, що дозволяє припустити відмінність механізмів транскапіллярного обміну білків плазми крові у риб від таких у вищих хребетних. Зокрема, електрофорез зразків позаклітинних рідин стерляді доводить, що всі тканинні рідини останньої є фільтратами плазми крові: фракційний склад їх білків практично збігається з таким у плазмі крові [39].

Загальна концентрація білка в сироватці крові (ВБК) осетрових риб нижче, ніж у костистих (наприклад, у оселедця вона на 25 % вище) [9]. Фізіологічна норма осетрових риб передбачає вміст близько 5 % ВБК [31]. У одних і тих же вікових груп різних представників родини осетрових риб ВБК в крові ідентична. Однак, для неї характерна сезонність - взимку вміст ВБК трохи вищий. Крім того, вміст білка і його фракцій коливається в залежності від статі, віку, сезону та інших факторів. Поряд із загальною закономірністю змін ВБК, характерних для різних представників родини осетрових риб, для кожного виду характерний певний білковий спектр, за яким його можна відрізнити від іншого виду [9]. Підвищення концентрації ВБК в крові свідчить про поживність корму, що сприяє збільшенню приросту, в результаті нарощування м'язової маси, а, отже, і швидшому росту риб [40]. Також, висока концентрація ВБК є показником оптимізації обмінних процесів і високої неспецифічної резистентності організму. Крім того, вищий рівень ВБК притаманний осетровим видам риб, вирощеним в аквакультурі, у порівнянні з дикими [16].

Фракційний склад білка в сироватці крові осетрових риб використовується в якості тонкого індикатора особливостей стану риб, що визначається як внутрішніми біологічними ритмами, так і впливом різноманітних факторів зовнішнього середовища [21]. Фракційний склад білків сироватки крові осетрових високогетерогенний і містить близько 15-21 компонентів, представлених преальбумінами, альбумінами, а-, а2-, Р-, у- глобулінами [41]. Для кожного виду осетрових риб характерна наявність одного або декількох специфічних антигенів, якими він відрізняється від інших близьких видів. У різних видів риб з родини осетрових імунофоретичні спектри таких антигенів відрізняються, а самі антигени можуть бути представлені всіма численними групами білків сироватки крові, які мають різну рухливість. Найбільш мінливими і, отже, специфічними для різних видів осетрових риб є а 2-глобуліни - група білків, дуги яких локалізовані безпосередньо поблизу лунки. Меншою мірою це властиво а- і Р-глобулінам. Альбуміни, як специфічні антигени, проявляються значно рідше, ніж глобуліни. Крім якісних особливостей, важливу роль відіграють кількісні показники, що відображають число специфічних компонентів та кількість білка, що припадає на них. В цьому відношенні особливим є російський осетер, який володіє свого роду "універсальним" спектром антигенів, по відношенню до якого білки всіх інших видів є малоспецифічними. Так, якщо у нього виявляється від 2 до 7 специфічних до інших видів антигенів, то у них, по відношенню до нього - від 1 до 3. Таким чином, в білках сироватки крові російського осетра зосереджено більшість антигенних характеристик інших видів. Крім того, у нього чітко виражені власні видові відмінності, які в деяких випадках є максимальними при міжвидових порівняннях [42].

Альбуміни - прості глобулярні білки сироватки крові, що складають від 18 до 38 %, або, в середньому, - чверть всіх білків крові [42]. Альбуміни відображають субстратну забезпеченість анаболічних процесів організму та напруженість пластичного обміну. Показник частки альбумінів є одним з оціночних критеріїв адаптаційних можливостей і життєстійкості організму [34]. Альбуміни сироватки крові, крім здійснення транспортної функції, беруть участь в підтримці колоїдно-осмотичного (онкотичного) тиску плазмових білків, що відіграє провідну роль в перерозподілі води та солей між кровоносним руслом і тканинами, впливають на в'язкість крові. Саме онкотичний тиск плазмових білків у хребетних тварин, в тому числі й у риб, протистоїть фільтруючій силі кров'яного тиску при утворенні первинної сечі. В основі поліфункціональності альбумінів сироватки крові осетрових видів риб лежить їх фізико-хімічна неоднорідність. Альбуміни сироватки крові у осетрових риб гетерогенні і поліморфні, причому рівень гетерогенності (кількості компонентів) і поліморфізму (кількості фенотипів) має виражену міжпопуляційну мінливість. Наприклад, у роді Acipenser найбільш висока гетерогенність альбуміну притаманна російському (9 компонентів) та сибірському (5 компонентів) осетрам, а найменша - севрюзі та сибірській стерляді (1-2 компонента). У прохідних осетрових, поряд з генетично контрольованою мінливістю альбумінів, існує модифікаційна, або еколого-фізіологічна, мінливість. Так, при зміні місця існування, тобто при переході з моря в річку під час нерестової міграції, відбувається різке збільшення (в 2-3 рази) частки альбумінів сироватки крові по відносно до глобулінів. Крім того, у річковий період життя у російського осетра збільшується ступінь гетерогенності альбуміну та фенотипова різноманітність за альбуміновою системою [21].

Глобуліни осетрових видів риб мають 4 основні фракції, вміст кожної з яких варіює, в першу чергу, в залежності від віку, статі і пори року. Наприклад, у севрюги з віком знижується вміст а-глобулінів і підвищується вміст Р-глобулінів. У самок севрюги кількість а-глобулінів значно вище, а Р-глобулінів нижче, ніж у самців [9]. На частку фракції а-глобулінів, що складається з 1-4 компонентів, припадає від 6 до 12 % білків сироватки крові. Р-глобулінова фракція, що має в своєму складі від 3 до 7 компонентів, займає в загальній кількості білків сироватки крові від 9 до 20 %. Найпотужнішим компонентом серед а 2-глобулінів є а 2-макроглобулін. Його частка серед усіх сироваткових білків досягає 25,6 % або половини всіх глобулінів. На інші компоненти цієї фракції доводиться в середньому 15,6 % білків крові, у-глобулінова фракція в крові російського осетра становить в середньому 5,4 % [41]. Глобуліни мають здатність утворювати комплекси з жирними кислотами і стероїдними гормонами [20]. Завдяки цьому глобуліни сироватки крові беруть активну участь в утворенні оваріальної рідини і впливають на фертильність. Так, В.С. Апекін, В.Н. Фадєєва та Р. Epler виявили, що оваріальна рідина осетрових видів риб за антигенниму складом та біохімічними показниками дуже подібна до їх сироватки крові [43]. Динаміка концентрації сироваткових Р-глобулінів залежить як від динаміки холестерину, так і від динаміки Р-ліпопротеїдів [20]. Так, між відносним вмістом сироваткових Р-глобулінів і Р-ліпопротеїдів існує пряма кореляційна залежність. Зокрема, фертильність = F (концентрація Р-ліпопротеїдів) п = 0,94; Р <0,05.

У практиці іхтіологічних досліджень застосування даного тесту вперше було запропоновано В.М. Кичановою та А.В. Поповим в 1974 р. Ними на прикладі білуги за цим показником був виявлений чіткий статевий диморфізм та його залежність від стадій зрілості статевих залоз. Крива залежності фертильності риб від концентрації сироваткових Р-ліпопротеїдів має своєрідний характер. До оптимального значення в 550 % мг (фертильність 78,6 %) підвищення їх рівня позитивно корелює з фертильністю [43]. Надалі цей зв'язок стає протилежним, що обумовлено функціональними особливостями ооцитів. Таким чином, найбільш ефективним індикатором функціонального стану самок осетрових риб є рівень Р-ліпопротеїдів сироватки крові, виміряний турбідиметричним способом, що і рекомендується А.В. Коротенко для прижиттєвого тестування репродуктивного потенціалу та відбору самок [43].

Жири та жироподібні речовини відносяться до ліпідів (ЛП). Серед них особливо важливими є: холестерин (ХС), тригліцериди (або нейтральні жири) та фосфоліпіди. Всі згадані жири і жироподібні речовини знаходяться в плазмі крові не у вільному стані, а в поєднанні з білками - у вигляді так званих білково- ліпідних комплексів, або ліпопротеїдів. Ліпопротеїди, на відміну від ліпідів, добре розчинні у воді і служать транспортною формою ліпідів в організмі будь-якої тварини [20]. Характерною особливістю осетрових риб можна вважати високий вміст загальних ЛП, рівень яких в сироватці крові коливається у осетрів від 1200 до 1500 мг/дл, а у білуги - від 900 до 1300 мг/дл. Фосфоліпіди (ФЛ) та триацилгліцериди (ТГ) є основними компонентами сироватки крові осетрових видів риб, вільного ХС в них дуже мало, а зв' язаний ХС складає лише 1/6 у осетрів і 1/4 у білуги, від загальних ЛП сироватки крові. Якщо порівнювати з людиною або деякими ссавцями, то сироватка крові осетрових "насичена" ТГ і ФЛ, тоді як пул сумарного ХС у цих риб виключно низький [44]. Відповідно до виконуваних функцій, ЛП поділяються на частки низької щільності (ЛП НЩ), відповідальні за транспорт ЛП, головним чином ХС, до клітин, і високої щільності (ЛП ВЩ), які здійснюють видалення таких з організму. ЛП риб, крім тих функцій, які притаманні тваринам і людині, здійснюють транспорт ЛП в гонади, де формуються статеві продукти. Особливо високе навантаження спостерігається по відношенню до ЛП самок в період формування ікри. У цьому процесі беруть участь обидві групи ЛП, але головну роль виконують ЛП ВЩ, які набагато багатші ФЛ, ТГ і ефірами холестерину (ЕХС), ніж ЛП НП. Це обумовлено тим, що для формування ікри в процесі овогенезу потрібно набагато більше енергетичних та пластичних речовин, ніж при сперматогенезі [45]. Для порівняння ліпідного складу крові самок та самців осетрових видів риб наведена табл. 9.

Таблиця 9. Ліпідний склад сироватки крові самок та самців російського осетра, мг/дл [45]

Збільшення вмісту ТГ в крові свідчить про порушення ліпідного обміну в організмі або про порушення функції печінкових клітин. Однак, збільшення цього показника в крові у молоді риб пояснюється інтенсивністю росту, оскільки в даний період збільшується їх гідроліз в печінці, забезпечуючи енергією організм [40].

Р-ліпопротеїди являють собою транспортну форму ліпідів і переносять переважно ХС та ФЛ [32]. Вони найбільш багаті на холестерин, містячи його до 45 %. Фактично, це холестерин ліпопротеїдів низької щільності (ХС ЛП НЩ) в комплексі з білком та іншими жирами і жироподібними речовинами [20]. Як і ХС, Р-ліпопротеїди тісно пов'язані з рівнем фертильності. Наприклад, на ІІ стадії зрілості гонад (СЗГ) їх середній рівень в нормі - 5,19 г/л [43, 46].

Отже, ХС (C27H46O) є складовою частиною спектра загальних ліпідів сироватки крові [46]. У хімічному відношенні ХС - це жировий спирт, тобто сполука, яка поєднує властивості жироподібних речовин і спиртів. Природні воскоподібні властивості ХС дозволяють йому виконувати функцію клітинного "скелету" в організмі тварин. Входячи до складу мембрани клітин, він, разом з ФЛ та білками, забезпечує вибіркову проникність мембрани для речовин, що входять і виходять з неї. Без нього неможливе утворення статевих гормонів та гормонів кори надниркових залоз, а також жовчних кислот. Він необхідний для росту організму та поділу клітин. ХС забезпечує стабільність клітинних мембран в широкому інтервалі температур, що особливо важливо для пойкілотермних організмів, до яких відносяться осетрові види риб [34]. В той же час, його високий вміст в крові перешкоджає активному обміну речовин в організмі, змінюючи в'язкість крові і прохідність судин [40]. ХС надходить в організм двома шляхами: продукується ним, в основному - в печінці, та з їжею [20]. Його низький відносний вміст в сироватці крові осетрових видів риб, з одного боку, характеризує невисоку активність обміну, а з іншого - інтенсивний перерозподіл загального комплексу ліпідів всередині організму. Наприклад, в крові нерестуючих самок відбувається сплеск відносного та абсолютного вмісту ХС, який є попередником стероїдного гормону 17-Р-естрадіолу (C₁₈H₂₄O₂), який ініціює синтез печінкою вітелогенінів (VTG - екзогенного жовткового матеріалу білкової природи). Це є необхідною умовою для переходу статевих продуктів самок прохідних видів риб в "текучий" стан та ефективного нересту. В результаті регресійного аналізу виявлено тісний зв'язок між фертильністю і концентрацією ХС сироватки крові. Він описується наступним рівнянням регресії:

н = 2434,82-73156 х + 0719 х 2-0,00273 х 3;

п = 0,8; Р <0,05, де Х - це концентрація ХС сироватки крові (мг %), а У - рівень фертильності (%), ду / дх = 0; х (максимальне) = 125,5; у (максимальне) = 85,3. Таким чином, високий рівень ХС в сироватці крові осетрових видів риб відображає інтенсивність його накопичення в статевих продуктах та ступінь участі в процесах, пов'язаних з переходом в "текучий" стан статевих продуктів нормально дозріваючих риб [43]. Загальний ХС витрачається переважно на формування оболонок яйцеклітин, що принципово важливо при отриманні повноцінної репродуктивної ікри [47]. Середня концентрація ХС сироватки крові у осетрових риб в нормальному діапазоні складає 0,38-1,00 г/л [46].