ФГБУН ФИЦКИА УрО РАН

06.05.2022 | «Гормоны зашкаливают»: учёные ММБИ РАН и Лавёровского центра исследовали гемолимфу камчатских крабов

Сотрудники Мурманского морского биологического института РАН и Федерального исследовательского центра комплексного изучения Арктики имени академика Н.П. Лавёрова Уральского отделения РАН определили уровень гормонов щитовидной железы в гемолимфе камчатских крабов, интродуцированных в Баренцево море в 1960-е годы, и установили их роль в протекающих физиологических процессах.

Трийодтиронин (Т3) и тетрайодтиронин (тироксин, Т4) – два основных гормона, которые вырабатываются щитовидной железой и играют ключевую роль в регуляции развития, метаморфоза и метаболизма позвоночных животных. Однако тиреоидные гормоны есть и у беспозвоночных, у которых щитовидная железа отсутствует.

Сотрудники Мурманского морского биологического института РАН (ММБИ РАН) занимаются проблемами изучения гормонов камчатского краба с 2006 года. Это новое направление для морской науки.

– У беспозвоночных животных, которые не имеют щитовидной железы, наличие тиреоидных гормонов может объясняться или присутствием органов, гомологичных щитовидной железе, или же внутренними процессами, когда в результате йодирования прекурсоров происходит синтез гормонов. Также их наличие может быть обусловлено поступлением с питательными веществами, – делится гипотезой ведущий научный сотрудник, заведующий лабораторией зообентоса ММБИ РАН Александр Дворецкий.

Для определения уровня гормонов у камчатских крабов мурманские учёные привлекли коллег из лаборатории эндокринологии Федерального исследовательского центра комплексного изучения Арктики имени академика Н.П. Лавёрова Уральского отделения РАН (Лавёровский центр).

Междисциплинарное исследование началось достаточно давно – примерно 15 лет назад. Вдохновителем и инициатором данного перспективного направления был учёный ММБИ РАН, доктор биологических наук Виктор Сергеевич Зензеров. Крабы отбирались в разные годы и сезоны в Зеленецкой Дальней губе на Мурманском берегу Баренцева моря. Для дальнейшего определения концентрации гормонов использовался метод радиоизотопного анализа. Гемолимфа крабов доставлялась в лабораторию в заспиртованном виде (неразбавленная гемолимфа – аналог крови у беспозвоночных – быстро сворачивается и образует желеобразную субстанцию).

– Когда мы начали исследовать гемолимфу, оказалось, что гормоны зашкаливают – концентрация Т3 и Т4 была крайне высокой, – рассказывает заведующая лабораторией эндокринологии имени профессора А.В. Ткачёва Елена Типисова. – Прибор показывал значения, выше максимального для человека, поэтому нам пришлось повторно разводить гемолимфу спиртом, чтобы получить концентрации, которые прибор мог бы установить. Но даже после повторного разбавления гемолимфы концентрации Т3 и Т4 были высоки – по 400-600 наномоль на литр. У человека максимальные нормативные показатели Т4 находятся в пределах 140-160 наномоль на литр.

Учёные лаборатории отмечают, что некоторые пробы пришлось разводить даже не в два, а в три раза. Оказалось, что содержание трийодтиронина и тироксина у камчатского краба примерно в 10 раз выше, чем у человека. Первые данные межрегиональная группа биологов получила ещё на первом этапе реализации проекта, но продолжила исследования, чтобы полностью подтвердить обнаруженную тенденцию и выявить другие закономерности.

Выяснилось, что концентрации тиреоидных гормонов изменяются в зависимости от физиологического состояния животных. В частности, уровни трийодтиронина (Т3) были выше у взрослых крабов, что связано с более высоким уровнем энергозатрат крупных животных. Также отмечены сезонные выбросы гормонов: у взрослых крабов повышенные концентрации обнаружены в августе, когда начинается сезонная миграция с мелководья на глубину, а у неполовозрелых особей высокое содержание Т3 отмечено в октябре, когда они массово начинают линять. Таким образом, гормоны щитовидной железы, выделяясь в периоды напряжения физиологических систем организма, играют роль в регулировании жизненных процессов краба.

За последние 10 лет список беспозвоночных животных, у которых найдены тиреоидные гормоны, расширился. Его пополнили, например, пресноводные улитки, устрицы, иглокожие. Что касается крабов, то в научной литературе есть лишь одно упоминание о находке гормонов щитовидной железы – у песчаного краба Scylla в Индонезии.

Исследование учёных РАН позволяет расширить представления о физиологии камчатского краба. Кроме того, как замечает Александр Дворецкий, возможен выход в практическую плоскость: тиреоидные гормоны потенциально могут влиять на рост крабов, а значит вполне вероятно их использование в аквакультуре этого вида.

– Наша находка – это новый шаг в изучении данной проблематики, – подводит итог учёный. – Но для того, чтобы более точно определить пути формирования гормонов щитовидной железы у камчатского краба предстоит провести более глубокие исследования.

Научная статья: https://www.mdpi.com/2076-2615/12/3/379