MORPHOLOGICAL CHARACTERISTICS OF LIVER AND INTESTINE OF CARP WHEN USING GAIZE AS FEED SUPPLEMENT
Authors:
1.
Astrakhan State Technical University; K. G. Razumovsky Moscow State University of Technologies and Management
(Doctor of Biology, Professor; Professor of the Department of Aquaculture and Fisheries; Head of RL “Sturgeon Farming and Promising Objects of Aquaculture culture”;Leading Researcher of Department of Ichthyology and Biology )
2.
Astrakhan State Technical University
(Doctor of Biology, Assistent Professor; Professor of the Department of Hydrobiology and General Ecology )
Russian Federation
Russian Federation
3.
Astrakhan State Technical University
4.
Astrakhan State Technical University
Type:
Article
Pages:
from 117
to 124
Status:
Published
Received:
05.09.2019
Accepted:
09.01.2023
Published:
25.09.2019
Subject area:
UDK 639.3.043.13
GRNTI 34.39 Физиология человека и животных
GRNTI 62.13 Биотехнологические процессы и аппараты
GRNTI 69.01 Общие вопросы рыбного хозяйства
GRNTI 69.25 Аквакультура. Рыбоводство
GRNTI 69.31 Промышленное рыболовство
GRNTI 69.51 Технология переработки сырья водного происхождения
GRNTI 87.19 Загрязнение и охрана вод суши, морей и океанов
GRNTI 34.39 Физиология человека и животных
GRNTI 62.13 Биотехнологические процессы и аппараты
GRNTI 69.01 Общие вопросы рыбного хозяйства
GRNTI 69.25 Аквакультура. Рыбоводство
GRNTI 69.31 Промышленное рыболовство
GRNTI 69.51 Технология переработки сырья водного происхождения
GRNTI 87.19 Загрязнение и охрана вод суши, морей и океанов
Language:
Russian
Keywords:
carp, liver, intestine, feed additive, gaize, sorbent, survival, mineral supplement
Abstract (English):
The paper investigates the effect of adding to the feed a natural sorbent gaize with concentration of 3% and 6% on fish-biological indicators and morphofunctional state of liver and intestines of scaly cyprin Cyprinus carpio (Linnaeus, 1758). The research was carried out in the innovation center “Bioaquapark - Scientific and Technical Center for Aquaculture” under Astrakhan State Technical University. Feeding of yearlings (0+) of scaly carp was carried out in 3 versions: in one control group and two experimental groups (adding 3% and 6% gaize). It has been stated that adding gaize to combined feed increased the survival rate of individuals from 90 to 100%. The increase in body weight was 53% in the test variant and 11% in the second variant. The morphological picture of carp liver in the control and both experimental groups didn’t differ significantly. There were also no foci of inflammation and pathological changes in the structure of the intestine. The research results prove the possibility of using gaize as an additive in carp diet. The best results were obtained when using 3% mineral feed additive. Inclusion of sorbents in the formulation of feedstuffs increases the resistance of fish to adverse growing conditions, prevention of diseases and producing high-quality and environmentally friendly aquaculture products, as well as significantly reduces the cost of fish products.
The paper investigates the effect of adding to the feed a natural sorbent gaize with concentration of 3% and 6% on fish-biological indicators and morphofunctional state of liver and intestines of scaly cyprin Cyprinus carpio (Linnaeus, 1758). The research was carried out in the innovation center “Bioaquapark - Scientific and Technical Center for Aquaculture” under Astrakhan State Technical University. Feeding of yearlings (0+) of scaly carp was carried out in 3 versions: in one control group and two experimental groups (adding 3% and 6% gaize). It has been stated that adding gaize to combined feed increased the survival rate of individuals from 90 to 100%. The increase in body weight was 53% in the test variant and 11% in the second variant. The morphological picture of carp liver in the control and both experimental groups didn’t differ significantly. There were also no foci of inflammation and pathological changes in the structure of the intestine. The research results prove the possibility of using gaize as an additive in carp diet. The best results were obtained when using 3% mineral feed additive. Inclusion of sorbents in the formulation of feedstuffs increases the resistance of fish to adverse growing conditions, prevention of diseases and producing high-quality and environmentally friendly aquaculture products, as well as significantly reduces the cost of fish products.
Keywords:
carp, liver, intestine, feed additive, gaize, sorbent, survival, mineral supplement
carp, liver, intestine, feed additive, gaize, sorbent, survival, mineral supplement
Применение сорбентов при разработке рецептуры комбикормов, способствующих повышению резистентности рыб к неблагоприятным условиям выращивания, в целях профилактики заболеваний и получения высококачественной и экологически чистой продукции в настоящее время является актуальным и перспективным направлением. Среди природных минералов высокоэффективными сорбирующими свойствами обладают цеолиты, одним из которых является опока - природный минерал, сложенный преимущественно опалом, обладающий большим объемом сорбционного пространства, высокой удельной поверхностью и пористостью и действующий как высококачественное сорбционное сырье с высоким содержанием аморфного кремнезема [1]. Цеолиты, будучи введенными в состав кормов, способны связывать микотоксины [2], а также соли тяжелых металлов, радионуклиды, химические токсины и другие продукты обмена благодаря огромной сорбирующей поверхности [3]. Оксид кремния (кремнезем), содержащийся в опоке, обеспечивает рост и упрочнение тканей в период развития и формирования скелета, принимает непосредственное участие в метаболизме кальция, фосфора, серы, хлора, фтора, натрия, алюминия и других элементов и активирует процесс кальцификации ткани, а также оказывает специфическое влияние минералов на микроорганизмы кишечника животных, снижает процессы брожения и гниения [4]. Своей способностью связывать лишний аммиак и отдавать его в необходимом количестве кишечным бактериям опока активизирует естественную кишечную флору, способствует разложению остатков корма (в результате чего организм избавляется от многих вредных веществ), препятствует проникновению аммиака, являющегося нервным ядом, в систему кровообращения. Использование российских природных сорбентов в качестве добавок в корм может значительно снизить себестоимость и повысить качество рыбной продукции. Вместе с тем, учитывая сложный химический состав опоки и наличие твердых механических веществ, не разрушающихся в пищеварительном тракте, актуальным остается вопрос оценки влияния этих добавок на органы пищеварительной системы. Материал и методы исследования Работа выполнена в инновационном центре Астраханского государственного технического университета «Биоаквапарк - научно-технический центр аквакультуры». Объектом исследования были сеголетки (0+) чешуйчатого карпа Cyprinus carpio (Linnaeus, 1758). Рыбу содержали в бассейнах размером 2 × 2 × 0,7 м с прямоточным водоснабжением. Температура воды в бассейнах в период проведения экспериментов составляла 3,0 °С, содержание кислорода - 7,2-9,0 мг/л, рН - 6,6-7,2. В качестве добавки к корму была использована опока Каменноярского месторождения Черноярского района Астраханской области в виде тонкодисперсного порошка серого цвета с размером частиц до 1 мм. Средняя масса молоди на начало эксперимента составляла 15 г. Кормление рыбы вели по трем схемам: контроль и два опытных варианта. В опытных группах в корм добавляли опоку в количестве 3 % (опыт 1) и 6 % (опыт 2). Длительность эксперимента составила 45 суток. При выборе количества опоки в качестве кормовой добавки в комбикорма ориентировались на литературные данные, которые были получены ранее, по применению другого природного минерала - цеолита-клиноптилолита - в комбикормах в процессе выращивания карпа и радужной форели [5, 6], бестера [7]. Эффективность рационов оценивали по рыбоводно-биологическим (скорость роста, коэффициент массонакопления, выживаемость) и гистологическим показателям [8]. Для гистологического анализа брали печень (орган, наиболее мобильно отражающий функциональное состояние организма и принимающий активное участие в процессе пищеварения), а также передний отдел кишечника, где процессы переваривания и всасывания пищи наиболее интенсивны. Ткани фиксировали в смеси Буэна, заливали в парафин и изготавливали срезы толщиной 7 мкм [9]. Полученные срезы окрашивали гематоксилин-эозином и фотографировали на микроскопе Olimpus BX 53. Результаты и их обсуждение В ходе исследований было установлено, что введение в комбикорм опоки оказало положительное влияние на рыбоводно-биологические показатели. Выживаемость молоди в опытных вариантах составила 100 %, в то время как в контроле этот показатель не превышал 90 %. На момент окончания эксперимента рыба в контрольном бассейне вела себя малоактивно, прирост оказался отрицательным. Рыба опытных групп активно потребляла задаваемые корма, и прирост от первоначальной массы за время проведения экспериментов составил 53 % в первом варианте и 11 % во втором варианте. Морфологическая картина печени карпа контрольных (рис. 1) и опытных (рис. 2, 3) групп существенно не отличалась. Рис. 1. Печень карпа (контроль): а - сосуды; б - гепатоциты. Ув. 400 Рис. 2. Печень карпа (опыт 1). Ув. 400 Рис. 3. Печень карпа (опыт 2). Ув. 400 Микроскопическое строение гепатоцитов печени свидетельствует о полноценном функционировании ее основных клеточных структур. Печень карпа не имеет выраженной балочной структуры вследствие слабого развития соединительнотканных элементов печеночной дольки. Ткань обильно васкуляризирована. Гепатоциты полигональной формы, плотно прилегают друг к другу, цитоплазма не вакуолизирована. У большинства клеток ядро занимает центральное положение и содержит одно хорошо различимое ядрышко. В цитоплазме обнаруживаются оптически светлые участки, возникающие в результате вымывания гликогена из клеток при гистологической обработке препаратов. Лимфоидная инфильтрация, являющаяся показателем воспалительных и некротических процессов, не выявлена. Карп относится к безжелудочным рыбам, вследствие чего передняя часть его кишки обладает повышенной растяжимостью и первая принимает на себя механическое воздействие пищи. Внутренняя поверхность кишечника выстлана каемчатым эпителием, образующим ворсинки и крипты (рис. 4, 5). Рис. 4. Кишечник карпа (контроль): а - ворсинки; б - крипты. Ув. 200 Рис. 5. Кишечник карпа (контроль): а - каемчатый эпителий кишечника; б - выход секрета из бокаловидных клеток; в - лимфатический и кровеносный сосуды внутри ворсинки. Ув. 600 Ворсинки длинные и тонкие, плотно прилегают друг к другу. Наблюдается высокая активность бокаловидных клеток (мукоцитов), что может свидетельствовать об активно идущем процессе пищеварения. Кишечный эпителий имеет диффузную инфильтрацию лимфоцитами (рис. 6), что рассматривается как защитно-адаптивный механизм, предохраняющий организм от проникновения чужеродных агентов [10]. Рис. 6. Инфильтрация лимфоцитами (указаны стрелками) эндотелиоцитов кишечника карпа (контроль). Ув. 1 000 В клетках энтероцитов, как в контроле, так и в опытных группах, встречаются ядра с двумя ядрышками. При использовании корма с добавлением опоки - природно-адсорбционного материала, обогащенного макро- и микроэлементами, как в первом (рис. 7), так и во втором (рис. 8) варианте опыта патологических изменений в строении кишечника выявлено не было. Рис. 7. Кишечник карпа (опыт 1). Ув. 200 Рис. 8. Кишечник карпа (опыт 2). Ув. 200 Апикальная поверхность и микроворсинки энтероцитов кишечника выглядели неповрежденными. Очагов воспаления выявлено не было. По сравнению с контролем можно отметить более интенсивную инфильтрацию лимфоцитами каемчатого эпителия микроворсинок кишечника рыб опытных групп, что, по-видимому, связано с их более интенсивным питанием. Заключение Анализ полученных результатов не выявил повреждений печени и кишечника, связанных с добавлением опоки в корм для рыб. Установлено, что введение в комбикорм опоки оказало положительное влияние на рыбоводно-биологические показатели. Проведенное исследование показывает возможность применения данного природного минерала в качестве добавки в рацион карпа, что ведет к увеличению выживаемости и приросту массы тела рыб даже в условиях снижения интенсивности питания в период зимовки. При этом наилучшие показатели были выявлены для корма, содержащего 3 % опоки в качестве минеральной добавки.
1. Sharapova A. V. Obezvrezhivanie stochnyh vod ot tyazhelyh metallov pod deystviem ul'trazvuka i utilizaciya protivoobledenitel'nyh zhidkostey s primeneniem prirodnyh sorbentov: dis. … kand. him. nauk. Ul'yanovsk: Izd-vo UGTU, 2015. 114 s.
2. Alinezhad S., Faridi M., Falahatkar B., Nabizadeh R., Davoodi D. Effects of nanostructured zeolite and aflatoxin B1 in growth performance, immune parameters and pathological conditions of rainbow trout Oncorhynchus mykiss // Fish and Shellfish Immunology. 2017. V. 70. P. 648-655.
3. Ghadersarbazi Z., Ghiasi F., Ghorbani F., Johari S. A. Toxicity assessment of arsenic on common carp (Cyprinus carpio) and development of natural sorbents to reduce the bioconcentration by RSM methodology // Chemosphere. 2019. V. 224. P. 247-255.
4. Pat. RF № 2409973. Kompleksnaya kormovaya dobavka dlya sel'skohozyaystvennyh zhivotnyh i ptic / Alykov N. M., Belaya M. V., Alykova T. V., Alykov E. N., Yavorskiy N. I. Opubl. 27.01.11.
5. Taratuhin V. A., Shimul'skaya L. K. Korm dlya karpa s dobavkoy ceolitovogo tufa // Rybnoe hozyaystvo. 1984. № 9. S. 35-36.
6. Kanid'ev A. N., Labutin V. G. Effektivnost' dobavleniya v kombikorm raduzhnoy foreli prirodnogo ceolita (klinoptilolita) // Voprosy intensifikacii prudovogo rybovodstva. M.: Izd-vo VNIIPRH, 1985. Vyp. 45. S. 178-184.
7. Panchihina Zh. A. Rybovodno-biologicheskaya effektivnost' prirodnyh ceolitov v kombikormah dlya molodi bestera: dis. …. kand. biol. nauk. Rostov-n/D., 2001. 98 s.
8. Ponomarev S. V., Gamygin E. A., Nikonorov S. I., Ponomareva E. N., Grozesku Yu. N., Bahareva A. A. Tehnologii vyraschivaniya i kormleniya ob'ektov akvakul'tury yuga Rossii. Astrahan': Nova-plyus, 2002. 264 s.
9. Mikodina E. V., Sedova M. A., Chmilevskiy D. A., Mikulin A. E., P'yanova S. V., Poluektova O. G. Gistologiya dlya ihtiologov: opyt i sovety. M.: Izd-vo VNIRO, 2009. 112 s.
10. Zaycev V. F., Melyakina E. I., Guseynova S. A., Kryuchkov V. N., Lavrinenko A. V. Nakoplenie tyazhelyh metallov v donnyh otlozheniyah i fiziologicheskoe sostoyanie osetrovyh ryb Volgo-Kaspiyskogo basseyna // Yug Rossii: ekologiya, razvitie. 2009. № 4. S. 193-199.
