Одной из актуальных проблем аквакультуры является отсутствие эффективных инструментов оценки состояния здоровья гидробионтов. По сей день традиционным методом диагностики состояния моллюсков остается весьма трудоемкий в технологическом плане гистологический анализ, который позволяет детектировать главным образом морфологические изменения при крайних стадиях воздействия какого-либо фактора. Однако для разработки предиктивного и адекватного метода оценки здоровья в диагностике животных необходимы функциональные тесты. В аквакультуре рыб гематологический анализ давно зарекомендовал себя как надежный инструмент контроля их состояния и применяется в качестве рутинной процедуры.
Сокольникова Юлия, ННЦМБ ДВО РАН
В своём исследовании учёные ННЦМБ ДВО РАН совместно с ДВФУ выявили, что изменения показателей внутренней среды организма являются наиболее достоверным отражением механизмов его адаптации к условиям обитания. Предложен количественный анализ взаимосвязи параметров гемолимфы моллюсков при патогенетических процессах различной природы, что обеспечивает комплексную характеристику состояния этих организмов.
Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда, опубликованы в журнале Diversity. Учёными была проведена оценка ряда клеточных и гуморальных параметров гемолимфы 15 видов широко распространённых на Дальнем Востоке моллюсков, имеющих не только промысловую, но и экологическую значимость. В их числе – гребешки (японский, приморский и гребешок Свифта), тихоокеанская устрица и два вида мидий. Оптимизировав методики взятия материала, специалисты провели оценку иммунного статуса моллюсков из чистых (фоновых) акваторий и акваторий с «хроническим» загрязнением для определения пределов вариативности показателей иммунитета в условиях нормы. Большинство видов моллюсков в исследовании, независимо от их образа жизни и предпочтений субстрата, продемонстрировали схожий ответ иммунной системы на состояние загрязненных вод (не соответствующие по текущим данным санитарно-эпидемиологическим нормам, например, по содержанию фенолов, нефтепродуктов, патогенных бактерий (например, энтерококков), кислорода, фосфора, тяжелых металлов и других параметров).
Как пояснил первый автор исследования Андрей Гринченко, характер защитной реакции моллюсков, который наблюдали при различных уровнях загрязнения (в Спортивной гавани и у мыса Красный Амурского залива, бухте Патрокл Уссурийского залива, а также в бухте Средняя, Восток и устье р. Волчанец залива Восток), показывает, что иммунная система активизируется в случае слабого или умеренного загрязнения, но подавляется в случае сильного загрязнения. Оказалось, что среди 11-ти проанализированных параметров гемолимфы наиболее чувствительными на воздействие оказались число гемоцитов, соотношение типов гемоцитов, их фагоцитарная активность и содержание в них активных форм кислорода, а также концентрация общего белка плазмы, изменявшихся с разной степенью достоверности при различных уровнях загрязнения. Наиболее «пострадавшими» от загрязнения видами моллюсков при этом оказались мактра китайская (Magallana gigas), гигантская мидия (Crenomytilus grayanus), гребешок приморский (Mizuhopecten yessoensis) и мктра китайская (Mactra chinensis).
По словам научного сотрудника Лаборатории физиологии Юлии Сокольниковой, ключевая цель проекта заключается в усовершенствовании существующих методов ветеринарного контроля морских гидробионтов: перейти от трудоёмких и устаревших методов к современным и более эффективным, прогностическим – молекулярно-генетическим, которые могут предвидеть будущие изменения на более высоких уровнях организации. Однако на данном этапе развития молекулярных методов диагностики ещё невозможно полностью отказаться от клеточных, физиологических, поведенческих и других методов оценки состояния организмов. «Необходимо проводить комплексный анализ различных параметров организма с параллельной оценкой экспрессии молекулярных маркёров при воздействии факторов различной природы с дальнейшим выделением тех биомаркёров, которые наиболее достоверно отражают состояние моллюсков», — подчеркнула Юлия Сокольникова.
Для решения проблемы количественной оценки физиологического состояния моллюсков, а конкретно гистопатологических, специалистами предложены более 20 оригинальных формул оценки гистоморфологических параметров органов моллюсков, включая паразитарные инвазии. Выявленный комплекс иммунологических, биохимических и гистологических параметров в совокупности с оценкой молекулярно-генетических параметров поможет точно определить минимально необходимые и в то же время достаточные показатели для разработки эффективной тест-системы для ветеринарного контроля физиологического состояния моллюска. В результате будет возможно осуществлять экспресс-диагностику и оценку фактического состояния морских организмов, давать прогноз их состояния, осуществлять динамический контроль за адаптацией моллюсков, производить оценку технологий выращивания морских гидробионтов, а также проводить экспертизу акваторий.
Исследование проведено в рамках работы по гранту РНФ № 23-76-10051 (https://rscf.ru/en/project/23-76-10051).
Информация и фото предоставлены Управлением информационно-просветительской и публикационной деятельности Дальневосточного отделения РАН
Фото Юлии Сокольниковой (ННЦМБ ДВО РАН)