«Гормоны зашкаливают»: ученые исследовали гемолимфу камчатских крабов

Сотрудники Мурманского морского биологического института (ММБИ) РАН и Федерального исследовательского центра комплексного изучения Арктики имени академика Н.П. Лаверова УрО РАН (Архангельск) определили уровень гормонов щитовидной железы в гемолимфе камчатских крабов, переселенных в Баренцево море в 1960-е годы.

Как отмечают ученые, исследование носит фундаментальный характер, поскольку позволяет расширить представления о физиологии камчатского краба. Кроме того, возможен выход и в практическую плоскость, поскольку тиреоидные гормоны потенциально могут влиять на рост крабов, а значит вполне вероятно их использование в аквакультуре этого вида.

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.

Изучение гормонов камчатского краба – 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 ученые привлекли коллег из лаборатории эндокринологии Федерального исследовательского центра комплексного изучения Арктики имени академика Н.П. Лаверова Уральского отделения РАН (Лаверовский центр).

Междисциплинарное исследование началось 15 лет назад. Вдохновителем и инициатором стал доктор биологических наук Виктор 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. 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». –  рассказывает заведующая лабораторией эндокринологии имени профессора А.В. Ткачёва Елена Типисова.

Ученые лаборатории отмечают, что некоторые пробы пришлось разводить даже не в два, а в три раза. То есть содержание трийодтиронина и тироксина у камчатского краба примерно в 10 раз выше, чем у человека.

Биологи выяснили, 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, выделяемые 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.

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

Работа была выполнена при поддержке Минобрнауки России. Научная статья была опубликована в журнале Animals.