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. Исследование выполнено при поддержке гранта Российского научного фонда (РНФ) и опубликовано в журнале Fish Physiology and Biochemistry.

Гуминовые вещества — продукт разложения растительных и животных остатков, который является одним из основных органических компонентов поверхностных вод. Хотя эти вещества находят широкое применение в ряде отраслей 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, и в результате рыбозаводчики терпят экономические издержки.

«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 Виктория Юрченко, руководитель проекта по гранту РНФ, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Федерального государственного бюджетного учреждения науки Института биологии внутренних вод имени И.Д. Папанина Российской академии наук (ИБВВ РАН, Борок, Ярославская область).

Ученые из ИБВВ РАН исследовали, как именно гуминовые кислоты влияют на обмен веществ рыб. Они сделали это при помощи протеомного анализа (то есть изучения белков) печени животных. Авторы провели эксперименты на маленьких пресноводных рыбках — медаках, которые служат науке уже много десятилетий 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 не обнаружили следов окислительного повреждения — например, особых белков в печени, — как если бы рыба серьезно отравилась. Это означает, что, хотя гуминовые кислоты и воспринимаются как нечто вредное и с чем нужно бороться, организм в целом 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 зависят 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.