Заменители гипофиза рыб

В связи с расширением масштабов рыбоводства все актуальней становится задача обеспечения этих работ необходимым количеством гипофизов, совершенствования методов гормональной стимуляции созревания половых клеток у рыб, а также поиска новых доноров. Сложность заготовки больших количеств гипофизов рыб, затруднения с точной дозировкой этого препарата и его высокая стоимость ставят вопрос о возможности замены гипофиза рыб другими, более доступными препаратами.

С конца 60-х годов XX в. начали выделять, расшифровывать и использовать в качестве стимуляторов созревания половых клеток у рыб гонадотропные гормоны гипофиза.

Исследования, проведённые в конце 60-х - начале 70-х годов XX в. в лаборатории акклиматизации рыб ВНИИПРХ, показали возможность использования гипофизов 3-годовалых карпов, выращенных в южных районах, а также гипофизов двухлетков, выращенных в садках, установленных в водоёмах-охладителях тепловых электростанций.

В условиях дефицита сазаньих гипофизов при воспроизводстве растительноядных рыб могут быть использованы гипофизы от крупных двухлетков белого толстолобика массой от 800 г и более с гонадами в II и III СЗ (от II к III СЗ активность гипофиза возрастает примерно в 2-3 раза).

Установлено, что замораживание не оказывает существенного влияния на гонадотропную активность гипофиза. Это даёт возможность проводить исследования по использованию гипофизов рыб морского и океанического лова, доставляемых рефрижераторами на береговые базы. Установлено также, что суточное хранение рыбы при температуре от 0 до 10°С снижает активность гипофизов в 1,5-2 раза.

В попытках найти замену гипофиза рыб для стимуляции созревания половых клеток использовались различные гормоны. В числе первых препаратов были гонадотропные гормоны, вырабатываемые плацентой. Применялись и изготовленные из мочи беременных женщин — пролан, гравидан. С помощью этих веществ получали зрелую икру у окуня (Морозова, 1936; Скадовский и Парфёнова, 1937) и вьюна (Гербильский и Киршенблат, 1947).

В лаборатории Н.Л. Гербильского был испытан хориальный гонадотропин — хориогонин (ХГ). Этот гормон образуется в плаценте человека и некоторых обезьян и в значительных количествах выделяется с мочой во время беременности. В настоящее время ХГ получен в очищенном виде и представляет собой гликопротеид, который оказывает сильное лютеотропное действие, то есть стимулирует секрецию эстрагенов яичника и овуляцию у самок и влияет на интерстициальные клетки семенника, стимулируя синтез андрогенов. Этот гонадотропный препарат выпускается фармацевтической промышленностью, что облегчает его использование по сравнению с гипофизами рыб. Кроме того, активность хориогонина выражается в биологических единицах, поэтому при его использовании возможно точное дозирование (500 ME XT ~ 1 мг гипофиза сазана).

По реакции на введение хориогонина можно выделить рыб трёх основных групп. К первой группе относятся виды, у которых введение ХГ вызывает созревание и овуляцию и вымет зрелой спермы. Положительная реакция самцов и самок на введение ХГ была получена у окуня, ерша, судака, вьюна. Опыты показали, что ХГ является надёжной заменой ацетонированных гипофизов и вполне пригоден для перевода самок судака из IV в V СЗ и получения от них зрелой икры. Эти результаты позволили рекомендовать применение ХГ в дозе 200-250 ME при температуре 12-16°С для стимулирования созревания половых клеток у судака. Замена ацетонированных гипофизов готовым фармакологическим препаратом значительно снижает трудоёмкость работ при заводском воспроизводстве судака.

Ко второй группе по реакции на ХГ относятся виды рыб, у которых его введение вызывает частичное созревание самок и которым необходимы повторные инъекции для получения овуляции. К этой группе относится толстолобик. От самок белого и пёстрого толстолобика при введении от 1000 до 2500 ME на 1 кг массы путём двух инъекций (первоначальной и разрешающей) удаётся получить зрелые половые клетки, а затем личинок и мальков. Созревание самок при воздействии ХГ наступает на 4-6 ч позже, чем при обычной гипофизарной инъекции.

К третьей группе относятся рыбы, у которых при применении хориогонина в различных вариантах гормонального воздействия не происходит созревания половых клеток. К этой группе относятся многие представители семейства карповых: плотва, сазан, лещ, рыбец, белый амур.

Отрицательные результаты получены на осетровых Не удалось получить созревания половых клеток у русского осетра при однократной инъекции от 3000, 4500 до 6000 ME ХГ, а также при общих дозах от 8000 до 30 000 ME, вводимых многократно (7-9 раз).

Таким образом, можно рекомендовать полную замену гипофизов хориогонином для судака, а также белого и пёстрого толстолобиков. Однако нужно иметь в виду, что при применении ХГ наблюдаются иммунные реакции, особенно у «домашних» рыб, которых инъецируют многократно в течение нескольких лет (товарное рыбоводство).

Имеются положительные результаты, дающие возможность получать в искусственных условиях зрелые половые клетки у производителей угря при индукции полового созревания, начиная с ранних стадий развития гонад. Сложность получения зрелых половых клеток у угря связана с тем, что гонады у этой рыбы к началу катадромной нерестовой миграции достигают лишь II III СЗ. Установлено, что в условиях эксперимента созревание половых клеток угря происходит под влиянием следующих гормональных стимуляторов.

• для самок — суспензия ацетонированных гипофизов сазана и угря;

• для самцов — ХГ и суспензия гипофиза сазана

Развитие и созревание мужских половых клеток от сперматогоний до спермиев происходит при еженедельном введении препаратов постоянными разовыми дозами в течение 1,5-2 месяцев. Для роста и развития ооцитов в каждый период оогенеза требуется градуальное введение гонадотропных гормонов.

Применение гонадотропин-рилизинг гормонов (ГнРГ) и их аналогов для стимуляции созревания половых клеток у рыб. В последние годы интенсивно развивается направление, связанное с применением гормонов и их синтетических аналогов, регулирующих синтез и секрецию гонадотропного гормона гипофиза.

Положительные результаты получены при использовании гипоталомического гормона — люлиберина и его синтетических аналогов(два аналога люлиберина синтезированы в лаборатории синтеза пептидов. Института экспериментальной кардиологии ВКНЦ РАМН), стимулирующих выделение гипофизом лютеинезирующего гормона, который стимулирует секрецию эстрагенов яичника и овуляцию у самок и синтез андрогенов у самцов.

После воздействия люлиберином получено созревание осетра, севрюги, стерляди. Созревание осетровых наступает в результате дробной инъекции суммарной дозой 10-40 для самок и 7-30 мкг/кг для самцов. Правда, продолжительность созревания после воздействия люлиберином несколько больше, чем после инъекции препаратов гипофиза.

Выяснено, что осетровые рыбы обладают высокой чувствительностью к синтетическому аналогу люлиберина — ЛГРГ-А (сурфагону). Сравнение эффективности его действия с действием гипофизов осетровых рыб не выявило достоверных различий ни в проценте самок, отвечающих созреванием на инъекцию, ни в проценте оплодотворения, ни в качестве эмбрионов, предличинок и мальков. Получены положительные результаты при воздействии сурфагона на осетре, севрюге, белуге, стерляди, белом осетре. При применении синтетических аналогов ГнРГ созревание в большинстве случаев наступает после однократного введения невысокой дозы препарата. Так, для севрюги оказалась достаточной дозировка 0,15-0,20; для белуги — 0,6-1,1, а для стерляди значительно более высокие дозы — 100 мкг/кг. Продолжительность созревания половых клеток при использовании синтетических аналогов люлиберина на 10-25% больше, чем у рыб, инъецированных препаратом гипофиза.

Карповые и другие виды с весенне-летним нерестом. Многие представители семейства карповых являются объектами рыбоводства. Для карповых основным способом получения зрелых половых клеток является МГИ. Только в последнее время на карповых стали применять ГнРГ и их синтетические аналоги.

Показана высокая эффективность применения ЛГРГ-А и ГГнРГ-А на лине. Наилучшие результаты (100%-ное созревание самок) получены при однократном введении сравнительно высоких доз препарата — 100 мкг/кг.

Долгое время не удавалось эффективно стимулировать созревание карпа. Применение ЛГРГ и ЛГРГ-А стимулировало спермиацию у самцов. На самках карпа не удавалось получить стимуляции овуляции. Лишь при использовании комбинированных воздействий аналогов ГнРГ и веществ, действующих на синтез катехоламинов (например, пимозида — ПИМ), были получены стабильные положительные результаты и на самках карпа.

В настоящее время комбинированные воздействия ПИМ и ГнРГ широко применяются на карпе и многих других видах, в частности на таких важных объектах рыбоводства, как растительноядные рыбы.

Благодаря работам, выполненным под руководством профессора И.А. Баранниковой, в настоящее время существует возможность разведения леща без использования дефицитного препарата гипофиза карпа (стимуляция созревания самок леща ЛГРГ-А в дозах от 30 до 90 мкг/кг и ПИМ от 3 до 9 мг).

Высокая эффективность применения комбинированных воздействий ПИМ и ЛГРГ-А в соотношении 100:1 показана для индукции созревания и овуляции африканского сомика — перспективного объекта аквакультуры. Для индукции созревания обыкновенного сома можно использовать только ЛГРГ-А.

Кроме ГТГ, у отдельных видов эффективным оказалось воздействие высокими дозами ряда стероидов. Так, воздействие на сомика 17-гидрооксипрогестероном приводит к созреванию и овуляции. Положительные результаты получены на сомике при использовании антиэстрогенов— кломифена и тамоксифена.

Стимуляция созревания морских рыб. В значительно меньшей степени изучена эндокринология репродукции морских рыб. Лишь в последние годы выполнены работы по индукции созревания рыб различных семейств.

Успешно на ряде видов рыб используется сур фа гон как в виде однократных или двукратных инъекций, так и комбинированных воздействий ПИМ и сурфагона.

Положительные результаты получены ири введении сурфагона кефали. Введение зубатке сурфагона в комбинации с пимозидом также приводит к созреванию.

В опытах на белом морском окуне, который не размножается в неволе, получено созревание в результате имплантации пилюль, содержащих два разных синтетических аналога ГнРГ. Преимуществом имплантации пилюль является более длительное действие гормона.

Лососевые. Стимуляция созревания лососевых возможна с применением гормонов, относящихся к различным уровням системы гормональных взаимодействий в регуляции репродуктивной функции.

Получена овуляция у кижуча после введения ЛГРГ, а также ЛГРГ-А (сурфагона). Наиболее эффективно ускоряют созревание и овуляцию ооцитов у самок кижуча двукратные инъекции сурфагона или комбинированные инъекции этого препарата и гонадотропина.

Имплантация в брюшную полость или в мышечную ткань капсул с сурфагоном (чем достигается его пролонгированный эффект) приводит к ускорению овуляции у атлантического лосося более чем на месяц по отношению к срокам естественного нереста. Однако в этом случае у некоторых самок отмечено снижение качества полученной икры. Введение сурфагона самцам лосося приводит к спермиации.

Через 8-10 суток после двукратных инъекций сурфагона самкам кеты, далёким от зрелости (отловленным в период миграции в реки), происходит овуляция у 75-100% рыб (в контроле 12-20%). Введение сурфагона самцам вызывает спермиацию, правда, менее интенсивную, чем после введения ГТГ. Для получения положительного результата при работе с кетой необходимо применение сравнительно высоких доз сурфагона (до 100 мкг/кг). Введение кете низких доз сурфагона (15 мкг/кг) стимулирует созревание и овуляцию у самок кеты при предварительном введении ПИМ.

Положительные результаты при применении ГнРГ получены на хариусе.

Применение антиэстрогенов на лососях также даёт положительный эффект, в частности использование тамоксифена в комбинации с ГТГ. В этом случае оказывает положительное влияние наличие обратной связи между половыми стероидами и гипоталамогипофизарной системой.

В экспериментах используются также стероиды; наиболее эффективными для ускорения овуляции у лососевых являются 17-гидроокси-20-дигидропрогестерон и 20-фдигидро прогестерон. Комбинированное введение прогестинов с ГТГ ускоряет созревание самок кижуча.

Андогены (в частности, тестенат) предложено применять на самцах атлантического лосося и сигов для продления периода функциональной зрелости гонад, что имеет большое значение для рыбоводства.

Кроме эндогенной регуляции репродуктивной функции рыб за счёт введения препаратов гипофиза, гормонов гонад, гипоталамических рилизинг-гормонов (гонадолиберинов или ГнРГ), весьма перспективна эндогенная регуляция за счёт использования половых феромонов. Так, если самцов рыб содержать с самками, у которых в результате инъекций препарата гипофиза происходит овуляция, у первых начинается спермиация. Для стимуляции созревания половых клеток у рыб используют также воду с добавлением овариальной и спермиальной жидкостей, содержащих высокие концентрации феромонов.

Контрольные вопросы и задания:

1. С чем связана необходимость стимулирования созревания половых клеток у ценных

промысловых рыб?

2. Какова сущность физиологического метода стимулирования

созревания половых клеток у рыб?

3. Каков механизм действия гипофизарных инъекций?

4. Каково значение метода гипофизарных инъекций в современном рыбоводстве?

5. С помощью каких гормонов и других веществ можно регулировать репродуктивную

функцию рыб?

6. Какие факторы определяют гонадотропную активность гипофиза? Приведите

примеры рыб-доноров.

7. Какие существуют методы определения гонадотропной активности гипофизов?

8. Назовите гормональные препараты теплокровных животных и другие химические

вещества - заменители гипофиза рыб.

9. Какова сущность экологического и эколого-физиологического методов управления

созреванием половых клеток у рыб?

10. Какие существуют методы управления сезонностью размножения промысловых рыб

на РЗ?

Глава 5.