ФИТОХИМИЧЕСКИЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВОДОРОСЛЕЙ БАРЕНЦЕВА МОРЯ

DOI: 10.37614/2307-5252.2020.11.4.008 УДК 615.017:616.079; 615.2/.3.001.37

Е.Д. Облучинская

Мурманский морской биологический институт РАН, г. Мурманск, Россия

ФИТОХИМИЧЕСКИЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

ВОДОРОСЛЕЙ БАРЕНЦЕВА МОРЯ

Аннотация

В работе представлены результаты исследования фитохимических и технологических аспектов создания биопрепаратов из водорослей Баренцева моря, проводимых в ММБИ РАН с 2015 по 2019 гг. Рассмотрены особенности изучения качественных и количественных характеристик биологически активных веществ (БАВ) водорослей Баренцева моря, технологии переработки водорослевого сырья, биофармацевтические и фармакологические исследования. Разработанные технологии переработки возобновляемого водорослевого сырья с получением БАВ являются основой создания полезных продуктов лекарственного, лечебно-профилактического, пищевого и сельскохозяйственного назначения. Представлены данные о фитохимическом составе и количественных характеристиках БАВ водорослей Арктического региона, связанных с особенностями произрастания в высоких широтах, а также исследования стабильности БАВ водорослей в процессе заготовки и хранения.

Ключевые слова: полифенолы, полисахариды, пигменты, аминокислоты, стерины, зеленые технологии, экстракция, водоросли, флоротанины, Баренцево море.

E.D. Obluchinskaya

Murmansk Marine Biological Institute RAS, Murmansk, Russia

PHYTOCHEMICALS AND TECHNOLOGICAL STUDY OF THE BARENTS SEA ALGAE

Abstract

The paper presents the results of a study of the phytochemical and technological aspects of the creation of biological products from algae of the Barents Sea, conducted at MMBI RAS in the period from 2015 to 2019. The features of studying the qualitative and quantitative characteristics of biologically active substances (BAS) of algae of the Barents Sea, the technology of processing algae raw materials, biopharmaceutical and pharmacological studies are considered. The developed technologies for processing renewable algal raw materials to produce biologically active substances are the basis for the creation of useful products of medicinal, therapeutic, food and agricultural purposes. Data are presented on the phytochemical composition and quantitative characteristics of biologically active substances of algae in the Arctic region associated with

the characteristics of growth in high latitudes, as well as studies of the stability of biological substances in algae during harvesting and storage.

Keywords: polyphenols, polysaccharides, pigments, amino acids, sterols, green technologies, extraction, algae, phlotanins, Barents Sea.

Введение. Несмотря на длительную историю исследований биологически активных веществ (БАВ) бурых водорослей (Mouritsen, 2013), создание лекарственных, лечебно-профилактических препаратов и функциональных продуктов питания на их основе до сих пор остается актуальным. При рациональной переработке водорослей с целью использования их в медицине необходимо получить фармакологически активные субстанции, обладающие высокой биодоступностью, проявляющие необходимый лечебный и/или профилактический эффект, который превосходит существующие аналоги, и при этом лишенные свойственных им недостатков. Эффективность создаваемых технологий должна быть сопряжена с их экологичностью, а также с вовлечением в производство малоиспользуемых возобновляемых биоресурсов, которыми и являются бурые водоросли, произрастающие в прибрежной зоне морей, омывающих Кольский полуостров. Необходимо применять комплексный подход к созданию таких препаратов, который кроме технологических приемов будет совмещать валидацию методик анализа стандартизованных субстанций и препаратов, изучение их фармакологической активности, определение уровня токсичности.

Уникальный видовой и химический состав водорослей Баренцева и Белого морей подтвержден многочисленными исследованиями, в том числе и проводимыми в последние годы в ММБИ (Облучинская, 2011; Клиндух, Облучинская, 2013, 2015а, 2018; Ткач, Облучинская, 2017; Полифенолы ..., 2019; Obluchinskaya, 2020). Морские бурые водоросли имеют широкое распространение и большие запасы в пределах литоральных зон Баренцева и Белого морей, при этом их добыча не превышает 5-7 % от разрешенного объема добычи, а переработка в промышленных масштабах осуществляется только некоторыми предприятиями по технологиям 1970-х гг. Энергозатратными и неэкологичными способами перерабатывают два вида ламинариевых водорослей с получением только двух активных субстанций фармацевтического назначения (маннит и альгинат натрия). Вместе с тем насыщенность рынка в направлении спроса на препараты водорослевого происхождения в нашей стране, по данным финансовых аналитиков, составляет не более 1 % (Маркетинговое ..., 2018).

Целью исследований, проводимых в последние 5 лет научно-исследовательской группой биохимии и технологии гидробионтов ММБИ, является решение теоретических и практических аспектов экологически чистых технологий переработки водорослей с получением инновационных

фитопрепаратов лекарственного, лечебно-профилактического действия, а также компонентов функциональных продуктов питания.

Объектами исследований служат водоросли-макрофиты, произрастающие в прибрежной зоне Баренцева моря Кольского полуострова, их БАВ, а также субстанции и комплексные препараты, получаемые из водорослевого сырья по оригинальным технологиям.

Для достижения поставленных целей использовали современные приемы и оборудование, оптимизировав процессы экстракции БАВ водорослей. При изучении фитохимических характеристик сырья применяли спектрофотометрию, высокоэффективную жидкостную хроматографию, эксклюзионную хроматографию, вискозиметрию. Совместно с организациями фармацевтического и медицинского профиля исследовали биодоступность и фармакологические свойства получаемых активных субстанций.

Фитохимические исследования водорослей сосредоточены на выявлении параметров, влияющих на содержание БАВ: факторов среды, стадий онтогенеза, способов хранения.

Морские водоросли являются источниками ценных соединений, многие из которых не встречаются у наземных организмов. У бурых водорослей это полисахариды (фукоидан, ламинаран, альгинаты), липиды (полиненасыщенные жирные кислоты), полифенолы (флоротанины), пигменты (фукоксантин), стерины (фукостерин). Известно, что изменчивость фитохимического состава водорослей под влиянием факторов среды и онтогенеза может быть значительной, поэтому препараты из водорослей часто не имеют строгих норм качества (Облучинская, 2011; Фукоиданы ..., 2014). Получение новых знаний о факторах, влияющих на стабильность физико-химических характеристик водорослей и продуктов из них, является актуальным направлением фундаментальных научных исследований в области биотехнологии и фармации.

Для выявления числовых норм водорослевого сырья проведено сравнительное исследование фитохимических показателей у представителей бурых и красных водорослей, собранных в прибрежных районах Баренцева моря, обладающих хорошей инфраструктурой и транспортной доступностью. Водоросли-макрофиты проанализированы на содержание БАВ (полисахаридов, углеводов, полифенолов, аминокислот, белков, йода). Объектами исследования являлись 5 видов бурых водорослей (Fucus vesiculosus, F. distichus, F. serratus, Ascophyllum nodosum, Laminaria saccharina) и 3 вида красных водорослей (Palmaria palmata, Phycodrys rubens, Odonthalia dentata).

Установлено, что фукусовые водоросли содержат значительные количества полисахаридов фукоидана (12-16 %) и альгинатов (12-24 %), маннита (7-12.75 %), полифенолов (4.7-7.3), свободных аминокислот (общая сумма не менее 1.5 мг/г), йода (0.12-0.17 % у отдельных представителей) и минеральных веществ (20-25 %). Состав свободных аминокислот фукоидов Баренцева моря характеризуется преобладанием

аланина и глутаминовой кислоты, а также аспарагиновой кислоты у некоторых представителей. Ламинария сахаристая отличается наибольшим содержанием альгинатов, маннита и йода, при этом фукоидана содержит в 2 раза меньше, чем фукусовые водоросли, а фенольных соединений меньше в 3-4 раза. Красные водоросли Мурмана характеризуются высоким содержанием белка, в составе свободных аминокислот преобладают аланин, глутаминовая и аспарагиновая кислоты. По содержанию свободных аминокислот и незаменимых аминокислот красные водоросли превосходят бурые в 2.5-3 раза.

В ходе сравнительного анализа установлено, что по целому ряду количественных показателей водоросли Баренцева моря не уступают представителям тех же семейств дальневосточной флоры и являются перспективными видами для получения БАВ. Средние значения исследуемых показателей представлены в табл. 1.

Продолжение исследований было сосредоточено на изучении содержания полифенолов у четырех видов фукоидов Баренцева моря, наиболее богатых этими компонентами, и произрастающих в разных биотопах Мурманского побережья Баренцева моря. Водоросли были собраны в разные сезоны года. Методы исследования ранее описаны (Ткач, Облучинская, 2017). Установлено, что содержание фенольных соединений характеризуется видоспецифичностью и подвержено изменениям под влиянием комплекса факторов внешней среды, определяющих место сбора водорослей. Наибольшие числовые значения выявлены для водорослей из акваторий Восточного Мурмана (рис. 1).

Среди исследуемых видов Баренцева моря минимальное содержание полифенолов характерно для слоевищ A. nodosum, а у F. vesiculosus и F. serratus обнаружены более высокие концентрации, которые в среднем выше в 1.7-2.0 раза. Результаты исследования подтвердили, что фукусовые водоросли могут быть ценным сырьем для получения полифенолов -перспективных антиоксидантов (Клиндух, Облучинская, 2015б). При изучении сезонных изменений содержания полифенолов всех четырех видов фукусовых водорослей (рис. 2) не выявлено единой тенденции. Водоросли из района бухты Белокаменная (Кольский залив) F. vesiculosus и F. distichus накапливали полифенолы в весенний период, у F. serratus максимум полифенолов обнаружен в феврале, у A. nodosum - осенью. Для F. vesiculosus и A. nodosum из бухты Корабельная (Восточный Мурман) максимальный уровень полифенолов отмечен в октябре, для F. distichus -в апреле, для F. distichus - в октябре. У водорослей из губы Ура (Западный Мурман) максимальный уровень полифенолов зарегистрирован у F. vesiculosus в апреле, у F. distichus - в октябре. Таким образом, результаты позволяют утверждать, что для каждого вида водорослей, обитающего в условиях конкретной локации, необходимо исследовать влияние как абиотических, так и биотических факторов.

Т а б л и ц а 1 Фитохимический состав бурых и красных водорослей Баренцева моря, % абс. сухой массы

T a b l e 1

Phytochemical composition of brown and red algae of the Barents Sea,% abs. dry mass

Г ПРТЯТ? Fucus Fucus Fucus Ascophyllum

состав vesiculosus serratus distichus nodosum

Альгиновая кислота 20.2±2.7 18.6±3.1 23.6±1.9 12.8±2.8

Фукоидан 15.4±2.3 13.0±1.4 14.6±3.0 11.3±2.3

Ламинаран 0.6±0.1 3.7±0.7 2.1±1.0 0.5±0.3

Маннит 10.8±1.4 9.6±1.6 12.7±2.0 6.8±1.6

Сумма углеводов - - - -

Сумма полифенолов 5.4±1.1 5.2±0.7 7.2±1.3 4.7±1.2

Йод 0.12±0.05 0.17±0.09 0.06±0.02 0.09±0.01

Белок 1.02±0.03 2.00±0.04 2.77±0.06 1.23±0.06

Минеральные вещества 23.8±3.7 24.5±4.1 25.3±2.4 20.4±3.0

Окончание табл.

Состав Laminaria Palmaria Odonthalia Phycodrys

saccharina palmata dentata rubens

Альгиновая кислота 34.5±4.6 - - -

Фукоидан 8.8±1.7 - - -

Ламинаран 11.6±2.5 - - -

Маннит 15.0±2.2 - - -

Сумма углеводов - 11.5±2.4 8.8±1.4 8.8±1.9

Сумма полифенолов 1.8±0.5 0.2±0.1 0.5±0.1 0.4±0.2

Йод 0.24±0.07 0.04±0.01 0.05±0.01 0.03±0.1

Белок 4.88±0.05 7.80±1.31 5.62±1.00 5.0±1.36

Минеральные вещества 28.4±2.7 21.2±1.9 20.5±0.9 23.1±2.2

Для выявления характера изменений в содержании полифенолов в фукусовых водорослях Мурмана был проведен 3-факторный дисперсионный анализ MANOVA (табл. 2) (Ткач, Облучинская, 2017), который показал, что наибольшее влияние среди выбранных факторов оказала соленость, степень влияния которого имела наибольшее значение -11.25 %. Меньшее, но все же достоверное влияние, оказал фактор местообитания водорослей (6.09 %), который представляет собой комплекс индивидуальных абиотических характеристик конкретной локации. Фактор сезон оказался незначимым в нашем исследовании. Наиболее значимое влияние на содержание полифенолов водорослей Мурмана оказало совместное взаимодействие факторов местообитание, соленость, сезон - 38.75 %. По критерию Фишера статистическая модель достоверна (р < 0.05).

Места сбора

Fucus vesuculosus я Fucus distichus л Fucus serratus я Ascophyllum nodosum

Рис. 1. Содержание фенольных соединений в фукусовых водорослях Баренцева моря из разных биотопов:

1 - бухта Белокаменная (Кольский залив); 2 - Абрам-мыс (Кольский залив); 3 -бухта Оскара (губа Зеленецкая); 4 - бухта Девкина заводь (губа Печенга); 5 - бухта Корабельная (губа Териберская); 6 - губа Лодейная; 7 - губа Ура

Fig. 1. The content of phenolic compounds in fucus algae of the Barents Sea from different biotopes:

1 - Belokamennaya Bay (Kola Bay); 2 - Cape Abram-cape (Kola Bay); 3 - Oscar Bay (Zelenetskaya Bay); 4 - Devkina zavod' Bay (Pechenga Bay); 5 - Korabelnaya Bay (Teriberskaya Bay); 6 - Bay Lodeynaya; 7 - Ura Bay

10

Fucus Fucus Fucus Ascophyllumi Fucus Fucus Fucus Ascophylluirv Fucus Fucus vesiculosus distichus serratus nodosum vesiculosus distichus serratus nodosum vesiculosus distichus

Бухта Белокаменная Бухта Корабельная Губа Ура

Октябрь  Февраль я Апрель Рис. 2. Сезонные изменения содержания полифенолов у водорослей Баренцева моря

Fig. 2. Seasonal changes in the polyphenol content of the algae of the Murmansk coast of the Barents Sea

Т а б л и ц а 2 Результаты 3-факторного дисперсионного анализа содержания общих полифенолов на примере F. vesiculosus

T a b l e 2

The results of a 3-factor analysis of variance of the content of total polyphenols on the example of F. vesiculosus

Фактор df F-test Fst Р (< 0.05) n2, %

Местообитание 2 1330.89 3.26 6.09

Соленость 1 4917.34 4.11 11.25

Сезон 2 190.48 3.26 0.87

Местообитание-соленость 2 636.94 3.26 2.92

Местообитание-сезон 4 3216.80 2.63 29.44

Соленость-сезон 2 2314.10 3.26 10.60

Местообитание-соленость-сезон 4 4234.63 2.63 38.75

ПРИМЕЧАНИЕ. Полужирным выделены статистические наиболее значимые факторы.

Бурые водоросли содержат также специфические стерины, как, например, фукостерин, который локализуется только в мембранах водорослей и отсутствует у высших растений (Algal ..., 2013). Стерины играют важную роль в обеспечении морфологических и функциональных свойств клетки, являясь биологическим фактором интеграции, сохранившим свою роль в процессе сложной и длительной эволюции у морских организмов. Так, например, фукостерин - стероловый метаболит бурых водорослей, регулирующий гены, включенные в гомеостаз холестерина (Anti-adipogenic ..., 2014). Водорослевые стерины обладают положительными для здоровья эффектами, такими как гиперхолестеринемические, антиоксидантные, противоопухолевые, антидиабетические, антигипертензивные, противовоспалительные реакции. Проведенный нами сравнительный анализ содержания стеринов фукоидов Баренцева моря показал, что F. vesiculosus является наиболее богатым по количеству фукостерина, а также по сумме экстрактивных и липофильных веществ (Ткач, Облучинская, 2017). Установлено, что водоросли, произрастающие в губе Ярнышная (Восточный Мурман) содержат в 2 раза больше фукостерина, чем те, что обитают в бухте Белокаменная, в 13 раз больше по сравнению с водорослями Абрам-мыса. Результаты исследований 2016 г. подтверждают тот факт, что F. vesiculosus является одним из наиболее богатых по количественному составу БАВ видом бурых водорослей Баренцева моря (Ткач, Облучинская, 2017). В нем содержится наибольшее количество экстрактивных веществ липофильной природы, включая фитостерины, чем в F. distichus и A. nodosum. Причем, данная закономерность справедлива для всех исследованных локаций, где были собраны разные виды бурых водорослей. Так, например, A. nodosum, содержащий

наименьшее количество экстрактивных веществ, уступает фукусу пузырчатому по количеству фукостерина в среднем в 5.4 раза, Г. serratus и Г. distichus - в 1.7-2.0 раза (рис. 3).

Fucus serratus Fucus distichus Ascophvllum nodosum i Бухта Белокаменная Губа Ярнышная

Рис. 3. Содержание фукостерина у бурых водорослей Баренцева моря Fig. 3. The content of fucosterol in brown algae of the Barents Sea

Как было отмечено ранее, макрофиты реагируют на колебания факторов внешней среды изменением содержания различных веществ, в первую очередь первичных метаболитов, в том числе свободных аминокислот (САК). Некоторые аминокислоты водоросли могут использовать для защиты от негативных воздействий среды, в том числе при изменении солености, температуры во время приливоотливных циклов. Наиболее сильному воздействию подвергаются литоральные водоросли, к которым относится фукус пузырчатый побережья Баренцева моря. Нами проведено изучение состава и содержания свободных аминокислот у бурой водоросли Г. \esiculosus в зависимости от места произрастания, солености морской воды, участка таллома и возраста. Был исследован характер распределения свободных аминокислот в апексах, средней части таллома и рецептакулах бурых водорослей и в ювенильных растениях Г. \esiculosus (Клиндух, Облучинская, 2018). Установлено, что распределение свободных аминокислот по таллому водоросли неравномерное и зависит от места произрастания. Выявлена корреляционная связь содержания отдельных аминокислот в талломах и молодых водорослях с соленостью морской воды. Исследование является этапом фитохимического анализа водорослевого сырья и позволяет установить наиболее богатые по содержанию аминокислот части растений, а также выявить перспективные для заготовки районы.

Водоросли были собраны в апреле 2014 г. в губах и заливах Кольского полуострова. Установлено, что для Г. \esiculosus, произрастающего в бухтах и губах Западного и Центрального Мурмана, характерно более

высокое содержание САК (как суммарное, так и отдельных аминокислот) в апексах по сравнению со средней частью таллома. У водорослей, собранных в губах и бухтах Восточного Мурмана, содержание САК (как суммарное, так и отдельных аминокислот) выше в средней части таллома, чем в апексах (рис. 4).

Рис. 4. Суммарное содержание свободных аминокислот в разных частях таллома F. vesiculosus Мурманского побережья Баренцева моря:

1 - бухта Белокаменная (Кольский залив); 2 - Абрам-мыс (Кольский залив); 3 -бухта Оскара (губа Зеленецкая); 4 - бухта Девкина заводь (губа Печенга); 5 - бухта Корабельная (губа Териберская); 6 - губа Лодейная; 7 - губа Ура

Fig. 4. The total content of free aminoacids in different parts of the thallus of the alga F. vesiculosus from various biotopes of the Murmansk coast of the Barents Sea:

1 - Belokamennaya Bay (Kola Bay); 2 - Cape Abram-cape (Kola Bay); 3 - Oscar Bay (Zelenetskaya Bay); 4 - Devkina zavod' Bay (Pechenga Bay); 5 - Korabelnaya Bay (Teriberskaya Bay); 6 - Bay Lodeynaya; 7 - Ura Bay

По содержанию САК рецептакулы F. vesiculosus не уступают апикальным частям растения, а в водорослях из некоторых биотопов даже содержат наибольшее количество, по сравнению со всеми остальными исследованными частями растения. Данная часть водоросли также может использоваться в качестве источника САК.

Установлено также, что распределение свободных аминокислот по таллому водоросли неравномерное и зависит от места произрастания. Наиболее сильное влияние на содержание свободных аминокислот в весенний период по данным 3-факторного дисперсионного анализа MANOVA оказывает выбор участка таллома водоросли и место произрастания. Выявлена корреляционная связь содержания отдельных аминокислот в разных участках таллома F. vesiculosus и молодых водорослях с соленостью морской воды. Это может свидетельствовать об участии этих аминокислот в процессах осморегуляции бурых водорослей.

Проведено также исследование сезонных изменений в содержании САК в талломах бурой водоросли Г. \esiculosus в условиях Мурманского побережья Баренцева моря. Согласно ранее полученным данным, максимальное содержание азотистых веществ у фукусовых водорослей Баренцева моря Кольского полуострова наблюдается весной, в апреле-мае, с последующим снижением к сентябрю-октябрю. С мая-июня у всех фукусовых водорослей происходит постепенное снижение содержания общего азота. При изучении сезонных изменений в содержании некоторых САК у фукуса пузырчатого, обитающего в бухте Белокаменная, отмечено повышение содержания аланина и глутаминовой кислоты во всех участках таллома в весенний период, при этом содержание валина, фенилаланина, лейцина и изолейцина в течение исследуемых четырех сезонов года изменялось незначительно (Клиндух, 2012). Изучение сезонной динамики изменения содержания всех 20 свободных аминокислот, входящих в состав клетки водорослей, является актуальной задачей как для понимания биохимических процессов, так и для определения сроков заготовки водорослей.

Объектом исследования стали бурые водоросли Г. vesiculosus. Сбор водорослей осуществляли ежемесячно на литорали в районе Абрам-мыса (Кольский залив) с декабря 2015 г. по декабрь 2016 г. В талломе Г. vesiculosus определено содержание 20 САК, которые присутствовали в составе в течение всего года. Характер изменения содержания суммы САК в течение года совпадает с тенденцией изменения содержания глутаминовой кислоты, количество которой в пуле САК у Г. vesiculosus наибольшее (рис. 5). Схожие тенденции изменения содержания в течение года наблюдались у аргинина и гистидина, валина и серина; треанина, глицина и цистина с цистеином; тирозина и фенилаланина; изолейцина и лейцина; триптофана и лизина. Для глутаминовой кислоты наименьшее количество в течение года наблюдалось в январе - 0.66 мг/г сухой массы. В феврале и марте содержание глутаминовой кислоты постепенно увеличивалось до 5.47 мг/г, что превышает таковое в январе в 8.2 раза. В апреле произошло резкое уменьшение содержания глутаминовой кислоты, но в мае и июне опять увеличилось и составило 5.89-6.26 мг/г. Именно в июне содержание глутаминовой кислоты оказалось наибольшим за весь год исследований. С июня по сентябрь содержание глутаминовой кислоты постепенно снижалось до 1.11 мг/г сухой массы, а в октябре, ноябре и декабре - оставалось практически неизменным.

В результате проведенных исследований определены максимальные и минимальные значения для каждой исследуемой аминокислоты, а также динамика изменения ее содержания в течение года. Установлено, что сумма, а также максимальное количество большинства САК содержалось в период активного роста фукоидов (март-июнь). В период размножения с июня по август-сентябрь происходило постепенное снижение содержания большинства САК. После сброса рецептакул (сентябрь) содержание САК

резко снизилось до минимальных значений, сопоставимых с их содержанием в зимний период (полярная ночь). Полученные данные имеют значение для определения сроков заготовки фукусовых водорослей.

Юг

О -'-1-'-1-'-'-'-1-'-'-'-'-1

XII I II III IV V VI VII VIII IX X X! XII Mee.

2015 г. 2016 г.

i Сумма САК  Глутаминозая кислота

Рис. 5. Сезонные изменения содержания суммы свободных аминокислот и глутаминовой кислоты в F. vesiculosus

Fig. 5. Seasonal changes in the content of the sum of free amino acids and glutamic acid in brown alga F. vesiculosus

Особенность использования макроводорослей заключается в том, что их сбор обычно носит сезонный характер, и существует необходимость в сохранении и хранении морских водорослей для обеспечения круглогодичных производственных процессов. Предприятиям важно, чтобы сбор сырья был проведен в период максимального накопления БАВ растениями, а процедура консервирования и хранения была экономически выгодна. Обычно распространена практика сбора водорослей в течение 2-3 мес., затем их планомерная переработка в течение года (Duran-Frontera ..., 2017). В связи с этим актуальна информация о способах консервирования и условиях хранения водорослевого сырья, их влияние на стабильность и уровень содержания БАВ. Свежие бурые водоросли содержат большое количество влаги, которое приводит к быстрой микробной порче и деструкции БАВ. У водорослей порядка Fucales влажность достигает 75 %, у ламинариевых -более 80 %. Для удаления воды чаще всего используют сушку на воздухе, солнце, нагреванием, замораживанием и лиофилизацией.

Метод консервации и продолжительность хранения оказывают влияние на уровень БАВ и фитонутриентов в водорослях. Однако влияние срока хранения на качество и биохимические характеристики бурых водорослей остается не выясненным. Наибольший срок хранения, который был установлен, не превышает 3-6 мес. (Olmo et al., 2019).

Высушивание и замораживание - эффективный метод сохранения водорослей, так как не только не снижает, а иногда даже увеличивает уровень содержания БАВ водорослей.

Нами проведено исследование консервирования замораживанием и естественной воздушной сушкой, а также времени хранения на уровень содержания фукоидана, альгината, полифенолов и тотальных аминокислот свежих и законсервированных талломов бурых водорослей Баренцева моря. Объектами стали свежие водоросли F. vesiculosus, F. distichus и A. nodosum, которые были собраны в октябре 2017 г. на литорали Кольского залива во время отлива. Впервые изучено влияние способов консервирования на качество и фитохимический состав бурых водорослей Баренцева моря при хранении в течение 365 сут. Содержание общих полифенолов и полисахаридов (фукоидана и альгината) на 365-е сут. в замороженных образцах было выше, чем в высушенных на воздухе. Наибольшие различия между свежими и высушенными образцами выявлены по уровню содержания полифенолов (рис. 6). Влияние консервирования и хранения на содержание общих аминокислот показано на примере F. vesiculosus. Суммарное содержание общих аминокислот в высушенных на воздухе образцах увеличилось за время хранения, на 365-е сут. составило 99 % от исходного содержания в свежих водорослях. В то время как в замороженных образцах за этот же период оно уменьшилось до 82 %. Отношение суммы незаменимых к сумме общих аминокислот при хранении в сухих и замороженных образцах увеличилось по сравнению со свежими водорослями с 0.43 до 0.51 спустя 365 сут. хранения (рис. 7).

120

я Fucus vesiculosus я Fucus distichus я Ascophyllum nodosum

Рис. 6. Содержание общих полифенолов в свежих (А), высушенных (Б) и замороженных (В) образцах бурых водорослей Баренцева моря

Fig. 6. The content of total polyphenols in fresh (А), dried (Б) and frozen (В) samples of brown algae of the Barents Sea

Б Б

180 сут.

IIEAA  INEAA

Рис. 7. Содержание тотальных аминокислот в свежих (А), высушенных (Б) и замороженных (В) образцах F. vesiculosus Баренцева моря:

EEAA - сумма эссенциальных аминокислот, ENEAA - сумма неэссенциальных аминокислот

Fig. 7. The content of total amino acids in fresh (А), dried (Б) and frozen (В) samples of F. vesiculosus of the Barents Sea:

EEAA - essential amino acid, ENEAA - non- essential amino acid

Понимание изменений характеристик биоматериала из морских водорослей - ключ к разработке стратегий переработки, который позволит максимально повысить качество продуктов для использования как пищевых ингредиентов и сырья для получения БАВ.

Технологические и биофармацевтические исследования водорослей. Морские водоросли - источник получения уникальных биологически активных соединений, и практически все продукты, получаемые из них, обладают биологической активностью. В связи со сложным многокомпонентным химическим составом водорослей необходимо тщательно подходить к вопросу экстрагирования веществ из них. Глубина переработки водорослевой биомассы с получением одного-двух целевых компонентов не превышает 50-60 %, при решении задач по разработке новых технологий в ММБИ РАН поставлена цель достичь не менее 90-95 %. Это позволит выделить 5-7 целевых биологически активных компонентов в едином технологическом цикле. Исследования основаны на современных технологических приемах (ферментативная обработка, автогидролиз, ультразвуковая обработка, оптимизация технологического режима). Также решается задача создания на основе водорослей функциональных продуктов питания (ФПП) и препаратов превентивной медицины биотехнологическими методами. Разрабатываются технологии, позволяющие сохранить максимальный комплекс БАВ водорослей в их природном соотношении в сырье с одновременным

повышением биодоступности, стабильности и биологической активности новых пищевых продуктов и биопрепаратов. Кроме этого ведется поиск и оценка новых экстрагентов при получении БАВ из водорослей Баренцева моря. Нами изучается извлекающая способность и селективность ионных жидкостей - экологически чистых биоразлагаемых растворителей, в отношении БАВ водорослей, что позволит перейти на новый, принципиально иной уровень в переработке водорослевого сырья. Создаются "зеленые" биотехнологии ФПП из водорослей, а также лечебно-профилактических средств, биостимуляторов роста растений. Для замещения традиционных химических производств при получении БАВ и продуктов на их основе из водорослей разрабатываются научно-обоснованные методы и принципы "зеленых" технологий.

Впервые природные глубокие эвтектические растворители (Ш ЭР) применены нами для экстракции флоротанинов из бурых водорослей. Такие растворители являются перспективными для экстракции БАВ из растительного сырья. Нами ПГЭР были использованы для извлечения флоротанинов из бурых водорослей F. vesiculosus и A. nodosum (Природные ..., 2019). В экспериментах использованы вещества для синтеза ПГЭР, совместимые с пищевыми, фармацевтическими и косметическими препаратами, включая молочную и яблочную кислоты, глицерин, бетаин, холина хлорид и глюкозу. Все эти составляющие являются натуральными веществами с доказанной безопасностью. Природные глубокие эвтектические растворители с различными молярными соотношениями были применены для оценки эффективности экстракции флоротанинов. На основании серии предварительных экспериментов и анализа содержания флоротанинов в полученных экстрактах были выбраны концентрации водных растворов ПГЭР, обладающие наилучшей извлекающей способностью (рис. 8). Установлено, что даже при однократном настаивании (мацерации) водорослевого сырья с применением водного раствора ПГЭР на основе холина хлорида и молочной кислоты может быть извлечено 70-72 % флоротанинов, содержащихся в сырье. Показана возможность замены органических экстрагентов, таких как этанол и ацетон, при экстрагировании флоротанинов водорослей на ПГЭР.

Традиционные методы экстракции, используемые для извлечения полисахаридов, включают использование одного или нескольких растворителей в сочетании с высокими температурами. В настоящее время изучаются инновационные технологии для разработки новых способов получения БАВ и более экологически чистых процессов с меньшим потреблением энергии, временем и стоимостью извлечения. Ультразвуковая экстракция (УЗЭ) является одной из наиболее перспективных инновационных технологий, используемых на сегодняшний день. Однако УЗЭ может привести не только к положительным эффектам, но и к деградации извлекаемого вещества, с изменением структуры, химического состава и биологических свойств. В наших исследованиях показано усиление антикоагулянтных свойств фукоидансодержащих экстрактов, полученных с помощью ультразвуковой обработки по

сравнению с традиционными способами (Сухой ..., 2014; Влияние ..., 2015). Впервые показано, что обработка ультразвуком при экстрагировании водорослей рода Fucus позволяет получить новый фукоидансодержащий экстракт, обладающий высокой антикоагулянтной активностью. Способ получения фукоидана запатентован (Фармацевтическая ..., 2018). На его основе разработан оригинальный препарат в виде мази, который прошел комплекс доклинических исследований и рекомендован к продолжению клинических исследований. Изучена фармакокинетика при нанесении мази на основе фукоидана на трех уровнях доз, доказана линейность фармакокинетики для этих доз препарата, рассчитаны основные фармакокинетические параметры (The pharmacokinetics ..., 2019). Установлено, что фармакокинетические параметры Cmax и AUCo-48, статистически значимо возрастают с увеличением дозы вводимого препарата. Абсолютная биодоступность фукоидана из исследуемого препарата составила 12.6 %. После накожного нанесения фукоидан интенсивно распределяется в органы и ткани. Наиболее интенсивное поступление фукоидана наблюдается в плазму и органы (почки, селезенку, печень), а более низкое - в мышцы. Из места нанесения (кожа) фукоидан быстро всасывается, значение тканевой доступности для кожи наименьшее.

7 8 Экстракты

Fucus vesiculosas  Ascophyllum nodosum Рис. 8. Содержание флоротанинов в экстрактах на основе водных растворов ПГЭР из F. vesiculosus и A. nodosum: 1 - 60 %-й ПГЭР 1, 2 - 70 %-й ПГЭР 2, 3 - 70 %-й ПГЭР 3, 4 - 70 %-й ПГЭР 4, 5 - 70 %-й ПГЭР 5, 6 - 60 %-й ПГЭР 6, 7 - 50 %-й ПГЭР 7, 8 - 50 %-й ПГЭР 8, 9 - 50 %-й ПГЭР 9, 10 - вода, 11 - 40 %-й этанол, 12 - 96 %-й этанол, 13 - ацетон, 14 - 70 %-й ацетон

Fig. 8. The content of phlorotanins in extracts based on aqueous solutions of NADES from F. vesiculosus and A. nodosum: 1 - 60 % NADES 1, 2 - 70 % NADES 2, 3 - 70 % NADES 3, 4 - 70 % NADES 4, 5 - 70 % NADES 5, 6 - 60 % NADES 6, 7 - 50 % NADES 7, 8 - 50 % NADES 8, 9 - 50 % NADES 9, 10 - water, 11 - 40 % etahanol, 12 - 96 % etahanol, 13 - acetone, 14 - 70 % acetone

Также разработан состав и технология таблетированной лекарственной формы на основе фукоидана из водоросли F. vesiculosus для лечения тромбоза и тромбофлебита вен нижних конечностей. В основе пероральной композиции - фармацевтическая субстанция фукоидан, полученная по оригинальной технологии ММБИ РАН (Фармацевтическая ..., 2018). За счет применения комплекса вспомогательных веществ создан фитопрепарат, обладающий высокой биодоступностью и фармакологической активностью (Pharmacokinetic ..., 2018). Установлено, что созданные таблетки на основе субстанции фукоидан оказывают выраженное антикоагулянтное действие, особенно в отношении Ха-фактора свертываемости крови, при пероральном введении крысам. Проведена оценка фармакокинетики фукоидана из F. vesiculosus и его распределение в органах и тканях у крыс при однократном пероральном введении. Установлено, что распределение фукоидана в органах и тканях после внутрижелудочного введения крысам характеризовалось значительной гетерогенностью. Фукоидан предпочтительно накапливается в почках (AUC0-t = 10.74 мкгч/г, Cmax = 1.23 мкг/г через 5 ч), в селезенке (AUC0-t = 6.89 мкгч/г, Cmax = 0.78 мкг/г через 3 ч) и печени (AUC0-t = 3.26 мкгч/г, Cmax = 0.53 мкг/г через 2 ч) и показывает относительно длительное время абсорбции и расширенную циркуляцию в плазме со средним временем полувыведения (MRT) = 6.79 ч.

Для современной фармакологии характерна тенденция использования наиболее безопасных активных веществ и содержащих их лекарственных форм. Лекарственные средства на основе растительного сырья, в том числе водорослей, отвечают в первую очередь требованию максимальной безопасности. Проведенные исследования показали, что субстанции на основе БАВ водорослей обладают низкой токсичностью (Фукоиданы ., 2014; Имбс и др., 2015). Изучение таких проявлений токсичности субстанции фукоидан как мутагенные свойства показало отсутствие индукции разных типов мутации в клетках экспериментальных животных и микроорганизмов (Мутагенные ..., 2018). Еще один важный аспект наших исследований заключается в том, что разработанная технология позволяет создавать стандартизованные субстанции и препараты на основе баренцевоморских водорослей. Этому посвящено исследование по разработке и валидации методик стандартизации фармацевтической субстанции фукоидан и препаратов на ее основе (Валидация ..., 2016; Сквозная ..., 2017).

В последнее десятилетие проявляется интерес к определению антиоксидантной активности (АОА) биологически активных веществ и их комплексов. Получение новых фитокомплексов с высокой антиоксидантной активностью из водорослей, как и других растительных продуктов, является активно развивающимся направлением. Экстракты из фукусовых водорослей перспективны как антиоксидантные биопрепараты в связи с высоким содержанием полифенолов и фукоидана, АОА которых показана исследователями, а также возможной ролью

других БАВ водорослей, например аскорбиновой кислоты, свободных аминокислот и др. (Antixidative ..., 2003). В рамках проводимых в ММБИ исследований запатентована технология сухого экстракта из фукусовых водорослей, обладающего антиоксидантным действием (Облучинская, 2018; Сухой ..., 2018). Разработана оригинальная технология получения антиоксидантных комплексных экстрактов из фукусовых водорослей Баренцева моря. Изучен химический состав и антиоксидантная активность новых фитокомплексов. Показано высокое значение основных антиоксидантов: фукоидана, полифенолов, свободных аминокислот и аскорбиновой кислоты. Применение нового способа позволило достичь наиболее полной извлекаемости из водорослевого сырья полифенолов и аскорбиновой кислоты (более 90 %) с одновременным увеличением процентной доли этих веществ в экстрактах фукусовых водорослей (для полифенолов 25-30 %). Содержание фукоидана в 50-60 % также выгодно отличает полученные по разработанному способу сухие экстракты от описанных в литературе. Проведены испытания антиоксидантной активности новых фитопрепаратов. В результате исследования установлена высокая антирадикальная активность всех исследуемых экстрактов. Впервые для экстрагирования водорослевого сырья применена ферментативная обработка протеазами совместно с ультразвуковым и микроволновым воздействием. Сухой экстракт фукуса (СЭФ), обладающий антиоксидантным действием, полученный указанным способом, представляет собой легко растворимый в воде комплекс БАВ в определенном соотношении. По результатам экспериментальных исследований установлена высокая антирадикальная активность всех исследуемых биопрепаратов по отношению к DPPH-радикалу, сравнимая с антирадикальной активностью вещества сравнения - кверцетина (рис. 9).

В липидной фракции водорослей содержатся такие вещества как полифенолы и фитостерины. Нами изучено влияние различных экстрагентов на извлечение фитостеринов и полифенолов фукусовых водорослей Баренцева моря. Установлено, что для извлечения фитостеринов эффективен 40 %-й этанол, а для полифенольных соединений - 70 %-й ацетон (Ткач, Облучинская, 2017). Наименее эффективным растворителем оказался 80 %-й раствор спирта этилового. Наиболее высокий выход исследуемых веществ дает экстракция 40 %-м этанолом, показатели в среднем в 2.6 раза выше, чем у 80 %-го этанола. Также проведено сравнительное исследование липидных экстрактов из фукусовых водорослей (Сравнительное ..., 2016). Показано, что липидные экстракты из F. vesiculosus Баренцева моря и A. nodosum Белого и Баренцева морей практически идентичны по качественному и количественному содержанию фосфолипидов, основных групп нейтральных липидов, жирных кислот и пигментов. Экстракты из F. vesiculosus Белого моря и Балтийского моря по данному набору характеристик имеют наибольшие различия.

100 -1

ig

o s: К

X с

CL

S щ

s ^

К

10 -

О -I-т-,

О 0.Q5 0.1

Концентрация, иг/ил

Рис. 9. График зависимости ингибирования образования DPPH-радикала (антирадикальной активности) от концентрации исследуемых веществ: 1 - кверцетин, 2 - СЭФ-1, 3 - СЭФ-4, 4 - СЭФ-3 Fig. 9. Graph of the inhibition of the formation of DPPH radical (antiradical activity) on the concentration of the studied substances:

1 - quercetin, 2 - dry Fucus extract SEF-1, 3 - dry Fucus extract SEF-4, 4 - dry Fucus extract SEF-3

Основные результаты наших исследований - теоретические и практические аспекты, направленные на выявление зависимости фитохимических характеристик БАВ водорослей Баренцева моря, технологии их получения с биологической активностью создаваемых фитопрепаратов и ФПП. Это технология переработки возобновляемого водорослевого сырья с получением БАВ - основы полезных продуктов лекарственного, лечебно-профилактического, сельскохозяйственного и пищевого назначения. Это новые данные о стабильности БАВ водорослей в процессе заготовки и хранения, а также о фитохимическом составе и количественных характеристиках БАВ водорослей Арктического региона, связанных с особенностями произрастания в высоких широтах.

Литература

Валидация методики количественного определения фукоидана из фукуса пузырчатого / Е.Д. Облучинская, В.М. Косман, О.Н. Пожарицкая, А.Н. Шиков // Фармация. 2016. Т. 65, № 4. С. 26-29.

Влияние ультразвуковой обработки на химический состав и антикоагулянтные свойства сухого экстракта фукуса / Е.Д. Облучинская, М.Н. Макарова, О.Н. Пожарицкая, А.Н. Шиков // Хим.-фарм. журн. 2015. Т. 49, № 3. С. 35-38.

Имбс Т.И., Звягинцева Т.Н., Ермакова С.П. "Фуколам" - первая в России биологически активная добавка на основе фукоидана // Вестн. Дальневост. отд. РАН. 2015. № 6(184). С. 145-149.

Клиндух М.П. Содержание некоторых САК в бурой водоросли Fucus vesiculosus бухты Белокаменная Кольского залива Баренцева моря // Материалы XXX юбилейной конференции молодых ученых ММБИ, посвященной 150-летию со дня рождения Н.М. Книповича, "Проблемы океанографии, биологии и освоения биоресурсов морей российской Арктики", Мурманск: Изд. ММБИ КНЦ РАН, 2012. C. 90-97.

Клиндух М.П., Облучинская Е.Д. Сравнительное исследование химического состава бурых водорослей Fucus vesiculosus и Ascophyllum nodosum // Вестн. Мурм. гос. техн. ун-та. 2013. T. 16, № 3. С. 466-471.

Клиндух М.П., Облучинская Е.Д. Содержание свободных аминокислот в разных частях таллома и в онтогенезе бурой водоросли Fucus vesiculosus // Современные эколого-биологические и химические исследования, техника и технология производств: Матер. Междунар. науч.-практ. конф. (Мурманск, 7 апреля 2015 г.). Мурманск, 2015а. Ч. 1. C. 222-226.

Клиндух М.П., Облучинская Е.Д. Химический состав и антиоксидантная активность настоек фукусовых водорослей // Фармация. 2015б. № 3. C. 8-11.

Клиндух М.П., Облучинская Е.Д. Сравнительное изучение свободных аминокислот бурой водоросли Fucus vesiculosus Linnaeus, 1753 литорали Мурманского берега Баренцева моря // Биология моря. 2018. Т. 44, № 3. С. 200-206.

Маркетинговое исследование рынка морских водорослей в России 20132017 гг., прогноз до 2022 г. М.: Изд-во РБК, 2018. 40 с.

Мутагенные свойства субстанции фукоидана / А.Х. Шараф, Е.Д. Бондарева, К.Л. Крышень, О.Н. Пожарицкая, Е.Д. Облучинская, М.Н. Макарова // Фармация.

2018. Т. 67, № 3. С. 46-51.

Облучинская Е.Д. Влияние факторов внешней среды на содержание полисахаридов фукуса пузырчатого Fucus vesiculosus L. // Химия растительного сырья. 2011. № 3. С. 47-51.

Облучинская Е.Д. Антиоксидантные комплексные экстракты из фукусовых водорослей Баренцева моря // Вестн. Мурм. гос. техн. ун-та. 2018. T. 21, № 3. С. 395-401.

Полифенолы арктических бурых водорослей: выделение, полимолекулярный состав / К.Г. Боголицын, А.С. Дружинина, А.С. Овчинников, А.Э. Паршина, Е.В. Шульгина, П.Н. Турова, А.Н. Ставрианиди // Химия растительного сырья.

2019. № 4. C. 65-75.

Природные глубокие эвтектические растворители как альтернативные экстрагенты для извлечения флоротанинов бурых водорослей / Е.Д. Облучинская, А.В. Даурцева, О.Н. Пожарицкая, Е.В. Флисюк, А.Н. Шиков // Хим.-фарм. журн. 2019. T. 53, № 3. C. 45-49.

Сквозная стандартизация субстанции фукоидана из фукуса пузырчатого Fucus vesiculosus L. и препаратов на ее основе / В.М. Косман, Е.Д. Облучинская, О.Н. Пожарицкая, М.Н. Макарова, А.Н. Шиков // Фармация. 2017. Т. 66, № 6. С. 20-24.

Сравнительное исследование липидных экстрактов водорослей / Е.Д. Облучинская, С.А. Иванова, О.Н. Пожарицкая, А.Н. Шиков // Фармация. 2016. Т. 65, №2. С. 29-32.

Сухой экстракт фукуса, способ его получения и антикоагулянтная мазь на его основе: Пат. 2506089 Российская Федерация / Е.Д. Облучинская. № 2012130594; заявл. 17.07.2012; опубл. 10.02.2014. Бюл. № 4. 2014.

Сухой экстракт из фукусовых водорослей, обладающий антиоксидантным действием, и способ его получения: Пат. 2650808 Российская Федерация / Е.Д. Облучинская. № 2016148563; заявл. 09.12.2016; опубл. 17.04.2018. Бюл. № 11. 2018.

Ткач А.В., Облучинская Е.Д. Стерины и полифенолы фукоидов Мурманского побережья Баренцева моря // Вестн. Мурм. гос. техн. ун-та. 2017. T. 20, № 2. С.326-335.

Фармацевтическая композиция на основе фукоидана для перорального применения и способ ее получения: Пат. 2657615 Российская Федерация / Е.Д. Облучинская, М.В. Карлина, О.Н. Пожарицкая, Д.В. Демченко, А.Н. Шиков, М.Н. Макарова, В.Г. Макаров, Ю.С. Фомичев. № 2017115540; заявл. 02.05.2017; опубл. 14.06.2018. Бюл. № 17. 2018.

Фукоиданы - сульфатированные полисахариды бурых водорослей. Структура, ферментативная трансформация и биологические свойства / Отв. ред. Н.Н. Беседнова, Т.Н. Звягинцева. Владивосток: Дальнаука, 2014. 379 с.

Algal lipids, fatty acids and sterols / P. Kumari, M. Kumar, C.R.K. Reddy, B. Jha // Functional ingredients from algae for foods and nutraceuticals. 2013. Doi: 10.1533/9780857098689.1.87

Antioxidative properties of brown algae polyphenolics and their perspectives as chemopreventive agents against vascular risk factors / K. Kang, Y. Park, H.J. Hwang, S.H. Kim // Arch. Pharm. Res. 2003. Vol. 26, iss. 4. P. 286-293.

Anti-adipogenic activity of the edible brown alga Ecklonia stolonifera and its constituent fucosterol in 3T3-L1 adipocytes / H.A. Jung, H.J. Jung, H.Y. Jeong, H.J. Kwon, M.S. Kim, J.S. Choi // Arch. Pharm. Res. 2014. Vol. 37. P. 713-720.

Duran-Frontera E. Development of a process approach for retaining seaweed sugar kelp (Saccharina latissima) nutrients // Honors College. 2017. 86 р. URL: https://digitalcommons.library.umaine.edu/honors/297

Mouritsen O.G. The Science of Seaweeds // Amer. Sci. 2013. Vol. 101, № 6. P.458-465.

Obluchinskaya E.D. Effect of different post-harvest treatments on free amino acid content in Fucus vesiculosus // KnE Life Sci. 2020. C. 386-395.

Olmo A., Picon A., Nuñez M. High pressure processing for the extension of Laminaria ochroleuca (kombu) shelf-life: A comparative study with seaweed salting and freezing // Innov. Food Sci. Emerg. Technol. 2019. Vol. 52. P. 420-428.

Pharmacokinetic and tissue disposition of fucoidan from Fucus vesiculosus after oral administration to rats / O.N. Pozharitskaya, A.N. Shikov, N.M. Faustova, E.D. Obluchinskaya, V.M. Kosman, V.G. Makarov // Mar. Drugs. 2018. Vol. 16, № 4. P. 132.

The pharmacokinetics of fucoidan after topical application to rats / O.N. Pozharitskaya, A.N. Shikov, E.D. Obluchinskaya, H. Vuorela // Mar. Drugs. 2019. Vol. 17, № 12. C. 687.

DOI: 10.37614/2307-5252.2020.11.4.009 УДК 599.745.3:591.111.1

Н.Н. Кавцевич, И.А. Ерохина, В.Н. Светочев, О.Н. Светочева, Т.В. Минзюк

Мурманский морской биологический институт РАН, г. Мурманск, Россия

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ И ЭКОЛОГО-ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЛАСТОНОГИХ БАРЕНЦЕВА, БЕЛОГО И КАРСКОГО МОРЕЙ В 2015-2019 гг.

Аннотация

Представлен краткий обзор наиболее значимых экологических и эколого-физиологических исследований трех видов настоящих тюленей, обитающих в арктических морях. Результаты получены на основании анализа материалов экспедиций лаборатории морских млекопитающих ММБИ в Баренцево, Белое и Карское моря в 2015-2019 гг. Особое внимание уделено применению спутниковой телеметрии, а также гематологических, биохимических, цитохимических методов в изучении гренландского тюленя, кольчатой нерпы, морского зайца.

Ключевые слова: настоящие тюлени, арктические моря, спутниковое мечение, гематология, биохимия.

N.N. Kavtsevich, I.A. Erokhina, V.N. Svetochev, O.N. Svetocheva, T.V. Minzyuk

Murmansk Marine Biological Institute RAS, Murmansk, Russia

ECOLOGICAL AND ENVIRONMENTAL-PHYSIOLOGICAL RESEARCHES OF PINNIPEDS OF BARENTS, WHITE AND KARA SEAS IN 2015-2019

Abstract

A brief review of the most significant ecological and environmental-physiological studies of three species of true seals living in the arctic seas is presented. The results were obtained on the basis of the analysis of materials from the expeditions of Marine Mammals Laboratory in the Barents, White and Kara seas in 2015-2019. Special attention is paid to the application of satellite telemetry as well as hematological, biochemical, cytochemical methods in the study of harp seal, ringed seal, bearded seal.

Keywords: true seals, arctic seas, satellite tagging, hematology, biochemistry.

Арктические моря - сложная и динамичная система, одним из важных компонентов которой являются морские млекопитающие. Мониторинг состояния арктических экосистем возможен с использованием биоиндикаторов их устойчивого состояния, в перечень которых входят морские млекопитающие, в том числе пагетодные (льдолюбивые) формы ластоногих. Вид-индикатор должен быть широко распространен, достаточно многочислен, миграционно активен, экологически тесно связан