Диагностика патологических состояний при хронической интоксикации нильской тиляпии как механизм коррекции биотехнологического процесса в аквакультурных экосистемах

Интенсивные технологии способствуют увеличению продуктивности при разведении водных животных, однако они также порождают ряд проблем, связанных с повышенной нагрузкой на организм рыб. Это обусловлено стрессом, вызванным специфическими аспектами интенсивного подхода. Нильская тиляпия (Oreochromis niloticus), как широко распространенный вид, показала себя прекрасным объектом для коммерческого культивирования, так как имеет высокий темп роста, высокий спрос и рыночную стоимость, а также значительную устойчивость к биотическим и абиотическим стрессорам. В некоторых исследованиях при рассмотрении влияния накопления аммиака и теплового стресса на продуктивность нильской тилапии не уделялось внимание долгосрочным последствиям влияния стрессовых факторов на иммунную систему – в частности, на организм нильской тилапии. Для моделирования воздействия аммиачного азота на рыб был использовался хлорид аммония (NH4Cl). Исследования проведены на экспериментальной базе малого инновационного предприятия ООО «Эко-тропик». В процессе изучения были обнаружены трансформации, обусловленные влиянием аммонийного азота: изучены изменения работы печени, и как следствие – показателей устойчивости рыб. В частности, отмечались типичные геморрагии, которые морфологически сочетались с застойными явлениями в сосудах, дегенеративные изменения в гепатоцитах, некротическая дегенерация и телеангиэктазия эпителия и др. Чтобы определить степень повреждения тканей, в дальнейшим необходимо использование дополнительных количественных методов, в качестве которых могут выступать биохимические анализы. В результате интоксикации аммиачным азотом наблюдалось более чем в 4 раза повышение уровня билирубина в крови. Выявленные трансформации могут негативно сказаться на функциональных способностях печени рыб и снизить эффективность коммерческого выращивания.

1. Абдурахманов Г.М., Крючков В.Н., Федорова Н.Н. Морфология органов и тканей водных животных: Учебное пособие. Москва: Наука, 2004. 143 с. EDN: QKMWQX

2. Мирзахалилов М.М. Гидрохимическое состояние прудов рыбоводных хозяйств и сезонные изменении их // International Scientific Journal of Biruni. 2022. Vol. 1, Iss. 2. С. 108-113. https://doi.org/10.24412/2181-2993-2022-2-108-113

3. Привезенцев Ю.А. Тиляпии (систематика, биология, хозяйственное использование): Монография. Москва: Изд-во РГАУ-МСХА, 2011. 121 с. EDN: QKTXFV

4. Ромейс Б. Микроскопическая техника: Пер. с нем. В.Я. Александрова, З.И. Крюкова / Под ред., предисл. И.И. Соколова. Москва: Иностранная литература, 1954. 720 с.

5. Baldisserotto B., Martos-Sitcha J.A., Menezes C.C. et al. The Effects of Ammonia and Water Hardness on the Hormonal, Osmoregulatory and Metabolic Responses of the Freshwater Silver Catfish Rhamdia quelen. Aquat. Toxicol. 2014;152:341-352. https://doi.org/10.1016/j.aquatox.2014.04.023

6. Dawood M.A.O., Noreldin A.E., Sewilam H. Long Term Salinity Disrupts the Hepatic Function, Intestinal Health, and Gills Antioxidative Status in Nile Tilapia Stressed with Hypoxia. Ecotoxicology and Environmental Safety. 2021;220:112412. https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2021.112412

7. Divya M., Gopi N., Iswarya A. et al. β-glucan extracted from eukaryotic single-celled microorganism Saccharomyces cerevisiae: dietary supplementation and enhanced ammonia stress tolerance on Oreochromis mossambicus. Microb. Pathog. 2020;139:103917-103917. https://doi.org/10.1016/j.micpath.2019.103917

8. Cheng C.H., Yang F.F., Ling R.Z. et al. Effects of Ammonia Exposure on Apoptosis, Oxidative Stress and Immune Response in Pufferfish (Takifugu obscurus). Aquat. Toxicol. 2015;164:61-71. https://doi.org/10.1016/j.aquatox.2015.04.004

9. Egnew N., Renukdas N., Ramena Y. et al. Physiological Insights into Largemouth Bass (Micropterus salmoides) Survival during Long-term Exposure to High Environmental Ammonia. Aquat. Toxicol. 2019;207:72-82. https://doi.org/10.1016/j.aquatox.2018.11.027

10. Fatma E., Khalafalla M.M., Gewaily M.S. et al. Acute Ammonia Exposure Combined with Heat Stress Impaired the Histological Features of Gills and Liver Tissues and the Expression Responses of Immune and Antioxidative Related Genes in Nile Tilapia. Ecotoxicology and Environmental Safety. 2022;231:113187. https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2022.113187

11. Jendrassik L., Gróf P. Vereinfachte photometrische Methoden zur Bestimmung des Blutbilirubins. Biochem Zeitschrift. 1938;297;82-89

12. Kim J.-H., Par H.-J., Kim K.-W. et al. Growth performance, oxidative stress, and non-specific immune responses in juvenile sablefish, Anoplopoma fimbria, by changes of water temperature and salinity. Fish Physiol. Biochem. 2017;43:1421-1431. https://doi.org/10.1016/j.juro.2013.02.001

13. Li M., Chen L., Qin J.G. et al. Growth Performance, Antioxidant Status and Immune Response in Darkbarbel Catfish Pelteobagrus vachelli Fed Different PUFA/Vitamin E Dietary Levels and Exposed to High or Low Ammonia. Aquaculture. 2013;406-407:18-27. https://doi.org/10.1021/jf9913458

14. Mangang Y.A., Pandey P.K. Hemato-biochemical Responses and Histopathological Alterations in the Gill and Kidney Tissues of Osteobrama belangeri (Valenciennes, 1844) Exposed to Different Sub-lethal Unionized Ammonia. Aquaculture. 2021;542:736887. https://doi.org/10.1016/j.aquaculture.2021.736887

15. Miramontes E., Mozdziak P., Petitte J.N. et al. Skeletal Muscle and the Effects of Ammonia Toxicity in Fish, Mammalian, and Avian Species: a Comparative Review Based on Molecular Research. Int. J. Mol. Sci. 2020;21:4641. https://doi.org/10.3390/genes11080840

16. Molayemraftar T., Peyghan R., Razi Jalali M., Shahriari A. Single and Combined Effects of Ammonia and Nitrite on Common Carp, Cyprinus carpio: Toxicity, Hematological Parameters, Antioxidant Defenses, Acetylcholinesterase, and Acid Phosphatase Activities. Aquaculture. 2022;548:737676. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2019.07.066

17. Mugwanya M., Dawood M.A., Kimera F., Sewilam H. Updating the Role of Probiotics, Prebiotics, and Synbiotics for Tilapia Aquaculture as Leading Candidates for Food Sustainability: A Review. Probiotics Antimicrob. Proteins. 2021;14(1):130-157. https://doi.org/10.1007/s12602-021-09852-x

18. Zhang M., Wang S., Sun L. et al. Ammonia Induces Changes in Carbamoyl Phosphate Synthetase I and Its Regulation of Glutamine Synthesis and Urea Cycle in Yellow Catfish Pelteobagrus fulvidraco. Fish Shellfish Immunol. 2022;120:242-251. https://doi.org/10.1016/j.fsi.2021.11.023

19. Zhu Z.X., Jiang D.L., Li B.J. et al. Differential Transcriptomic and Metabolomic Responses in the Liver of Nile Tilapia (Oreochromis niloticus) Exposed to Acute Ammonia. Mar. Biotechnol. 2019;21:488-502. https://doi.org/10.1007/s10126-019-09897-8