Введение к работе
Актуальность работы. Среди гидробионтов высоким уровнем сложности отличаются рыбы. Они характеризуются большим разнообразием образа жизни, питания и размножения. Среди них имеются планктофаги и бентофаги, детритофаги и фитофаги, хищники и даже паразиты. В водных экосистемах многие виды рыб занимают высокие уровни консументов. Для человека и околоводных животных рыба представляет собою белковый продукт питания, содержащий все жизненно важные аминокислоты и многие эссенциальные химические элементы.
Морепродукты принято относить к богатыми пищевыми источникам йода и селена (Голубкина, Папазян, 2006). Однако остается во многом невыясненными уровни аккумуляции этих элементов пресноводными видами рыб, что актуально в связи с расширением искусственного разведения пресноводных рыб (Киселев В.М., 2012). Поскольку селен относится к эссенциальным элементам, важное значение имеют сведения о безопасных уровнях потребления селена. По некоторым сведениям (Jans, 2012) у рыб безопасные дозы селена варьируют в узких пределах.
С вариабельностью аккумуляции йода и селена рыбами актуальным является изучения закономерностей накопления этих элементов органами и тканями рыб, обитающих в разных биосистемах, отличающихся по биогеохимическим условиям и уровням солености воды. Решение этого вопроса осложняется летучестью соединений йода и селена.
Цель и задачи исследований. Цель исследований заключалась в изучении условий среды и состояния изучаемых животных, на аккумуляцию ими йода и селена.
Для достижения поставленной цели предстояло решать следующие задачи:
1. Изучить уровни накопления йода и селена некоторыми морскими и пресноводными видами рыб с учетом биогеохимических особенностей местности.
2. Выявить закономерности накопление йода и селена мышечной тканью в зависимости от возраста пресноводных рыб.
3. Определить уровни распределения йода и селена в органах и тканях каспийского тюленя и некоторых видов морских рыб.
4. Проследить взаимосвязи между процессами накопления рыбами йода и селена.
5. Оценить показатели переноса йода и селена в трофических цепях у некоторых гидробионтов Каспия.
6. Установить йодный и селеновый «потенциал» у изучаемых гидро-бионтов Каспийского моря.
Научная новизна
Впервые установлено, что в мышечной ткани рыб содержание йода находится в прямой зависимости от уровня водорастворимых форм селена (коэффициент корреляции = +0,75, P<0,01). Накопление йода в мышечной ткани подвержено возрастной изменчивости и при прочих равных условиях выражается в увеличении содержания элемента от младших к старшим возрастам. У изучаемых гидробионтов Каспия соотношение селен/йод увеличивается, соответственно повышению трофических уровней, от морской растительности до млекопитающих.
Установлен противоположный характер накопления йода селену в органах каспийского тюленя. Распределение селена в печени, сердце, желудке у каспийского тюленя и морских рыб носит сходный характер, а для накопления йода противоположный. Выявлен высокий уровень накопления селена кожей у молоди осетра. Получены сведения о накоплении йода и селена некоторыми гидробионтами Каспийского моря. Среди изученных видов рыб Каспийского моря наибольшее количество йода и селена аккумулируют осетр, белуга и килька.
Не обнаружено существенного влияния биогеохимических особенностей территорий с разным йодным и селеновым статусом на накопление микроэлементов мышечной тканью у изучаемых видов пресноводных рыб.
Теоретическая и практическая значимость.
Сведения об аккумулировании йода и селена пресноводными и морскими видами рыб позволяют составить представление об уровнях накопления йода и селена рыбами из различных по обеспеченности микроэлементами регионов России (верховьев реки Волга, Хабаровского края, республики Саха, Каспийского моря). Сведения о возрастной зависимости и видовой специфичности накопления этих элементов актуальны для совершенствования системы экологического мониторинга.
Обоснованы рекомендации по использованию глубоководных видов рыб (мокрорус, лимонема, зубатка) в рецептуру рыбных консервов для детского питания, обеспечивающую оптимальное содержание йода и селена (патент на изобретение № 2409190).Усовершенствовано применение вольтамперометрического метода для определения йода в органах и тканях рыб, а также в других биологических объектах.
Апробация работы. Основные положения и результаты исследования докладывались и обсуждались на 5-ой, 6-ой и 7-ой научно-практических конференциях ГОУ ВПО «МГУ ПП» «Аналитические методы измерений и приборы в пищевой промышленности» (Москва, 2006, 2007, 2008); 8-ом конгрессе диетологов и нутрициологов - 2008» (Москва, 2008); конкурсе молодых ученых Российской медицинской академии последипломного образования Росздрава (Москва, 2010), международной научно-практической конференции ФГБУ ВПО «СГУ» «Глобализация, региональное развитие и проблемы окружающей среды» (Южно-Сахалинск, 2013)
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Пресноводные виды рыб, как и морские, накапливает сравнительно высокие концентрации йода и селена в районах, как с высоким, так и низким селеновым и йодным статусом территории.
2. Уровень аккумулирования йода пресноводными рыбами увеличивается с возрастом у всех изучаемых видов, а для селена, такая зависимость отмечена лишь для некоторых видов рыб.
3. У Каспийского тюленя наблюдается противоположный характер накопления йода селену в органах. Распределение селена в печени, сердце, желудке у каспийского тюленя и морских рыб носит сходный характер, а для йода противоположный.
4. Содержание йода в мышечной ткани рыб пропорционально уровню водорастворимых форм селена.
5. Среди изучаемых видов рыб Каспийского моря наибольшее количество йода и селена аккумулируют осетр, белуга и килька.
Публикации. По материалам исследований опубликовано 12 работ, из них 6 – в изданиях, рекомендованных ВАК.
Объем и структура диссертации. Работа состоит из введения, экспериментальной части, результатов исследований, выводов, практических рекомендаций, списка литературы (198 источников, из них 155 зарубежных) и приложения. Содержание диссертации изложено на 128 страницах машинописного текста, работа иллюстрирована 41 таблицей и 19 рисунками.
