Российские ученые обнаружили, что пресноводные костистые рыбы умеют адаптироваться и защищаться от воздействия гуминовых кислот — продуктов разложения растительных и животных остатков. Хотя эти вещества и вызывают негативные физиологические перестройки в печени рыб, организм изменяет активность и количество защитных белков, что помогает животному нормально существовать.
Гуминовые вещества — продукт разложения растительных и животных остатков, который является одним из основных органических компонентов поверхностных вод. Хотя эти вещества широко применяются в некоторых областях сельского хозяйства, промышленности и медицины, в больших количествах они опасны для водных организмов. Так, гуминовые кислоты из-за своей чрезвычайной химической активности могут взаимодействовать с различными молекулами внутри организма, что негативным образом сказывается на здоровье рыб. В результате рыбозаводчики терпят убытки.
«Для достижения поставленной Правительством РФ цели — перехода к высокопродуктивной аквакультуре — важно обладать информацией об ограничениях, которые накладывает среда обитания на сам объект аквакультуры. Данный проект направлен на изучение физиологических реакций рыб на действие важного экологического фактора — содержания гуминовых кислот в водной среде», — рассказала руководитель проекта по гранту РНФ, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Института биологии внутренних вод имени И. Д. Папанина РАН Виктория Юрченко.
С помощью протеомного анализа (изучения белков) печени животных ученые из ИБВВ РАН исследовали, как именно гуминовые кислоты влияют на обмен веществ рыб. Эксперименты провели на маленьких пресноводных рыбках — медаках, которые уже много десятилетий служат науке в качестве тест-объектов.
Специалисты провели эксперименты, в которых рыб содержали в воде с разными концентрациями гуминовой кислоты, подобными естественным в природных водах. Ученые сравнили, как изменилось состояние рыб в зависимости от содержания этого вещества. Оказалось, что печень животных вырабатывала большое количество ферментов биотрансформации — значит, организм находился в стрессе из-за воздействия вредных веществ. Вместе с тем, ученые не обнаружили следов окислительного повреждения — например особых белков в печени, — как если бы рыба серьезно отравилась.
Это означает, что хотя гуминовые кислоты и воспринимаются организмом как нечто вредное, с чем нужно бороться, в целом он справляется, перестраивая свой метаболизм. Об этом свидетельствуют изменения в количестве ферментов антиоксидантных систем защиты, которые также ответственны за очистку организма от потенциально опасных соединений.
«Успешность аквахозяйства и его доходность напрямую зависит от здоровья рыб. Наши результаты позволяют иначе взглянуть на то, как эти животные реагируют на действие гуминовых кислот. Их высокая концентрация в водной среде является негативным фактором, поэтому уменьшение концентрации гуминовых кислот в воде позволяет снижать нагрузку на организм. Тогда энергия не тратится на защиту от этих веществ, а используется на нормальную жизнедеятельность. В практическом плане это выражается в более быстром наращивании полезной массы рыб, то есть повышении эффективности аквакультуры», — отметила Виктория Юрченко.
Исследование выполнено при поддержке гранта Российского научного фонда (РНФ) и опубликовано в журнале Fish Physiology and Biochemistry.