Ryby a stres

Ovšemže mohou - například tehdy, když jsou napadeny parazity. A právě tím se zabýval výzkumný tým vědců pod vedením prof. Martina Reicharda - v odebraných vzorcích plazmy hořavky duhové měřil úroveň kortizolu. Výsledek výzkumu před nedávnem publikovali v časopise Environmental Biology of Fishes. Čelnkou týmu byla i Anná Janovská z Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy.

Představme si nejprve dva protagonisty této studie – hořavku duhovou (Rhodeus amarus) a škebli asijskou (Sinanodonta woodiana). Parazitické larvy tohoto sladkovodního mlže se odborně nazývají glochidie. Tyto larvy se po vylíhnutí z vajíčka přichycují svými zoubky na lemu lastur na žábry a ploutve ryb, ze kterých získávají výživu a rybám tak v určité míře škodí. Hořavka duhová je malá kaprovitá rybka, která se nachází ve většině evropských stojatých a mírně tekoucích vod.

Tyto dva druhy nebyly do studie vybrány náhodně. Jsou totiž známé pro charakteristické soužití za oboustranného parazitismu. Samice hořavek kladou vajíčka do žaber škeblí, čímž si zajišťují bezpečné inkubační místo pro prvních několik týdnů vývoje embrya. Hostit embrya hořavky je přitom pro mlže nákladné. Velevrubovití mlži, ke kterým patří i škeble, se zase vyvíjejí prostřednictvím obligátního parazitického larválního stadia glochidium. Glochidie se přichytí na rybí ploutve a žábry, kde jsou obaleny tkání hostitele a získávají z něj tak živiny. Parazitismus glochidií může být pro hostitelské ryby ovšem také nákladný. Dopady se projevují například méně efektivním dýcháním a nižší pohybovou aktivitou napadených ryb. Při vysoké míře napadení může parazitismus glochidií vést k pomalejšímu růstu hostitele, snížení kondice až ke zvýšené úmrtnosti.

Vědci se ve svém výzkumu právě na stres vyvolaný glochidiemi. Stresová reakce byla měřena pomocí úrovně hormonu kortizolu v plazmě hořavek za pomoci kapalinové chromatografie spojené s hmotnostním spektrometrem. Kortizol je známý stresový hormon vylučovaný kůrou nadledvinek. Tento glukokortikoid je vhodným ukazatelem stresové reakce, protože oproti jiným stresem indukovaným látkám, je produkován během několika minut a jeho účinek přetrvává po celou dobu stimulace. V tomto případě hořavky zvyšují hladinu kortizolu v krvi při napadení larvičkami. Problémem u malých ryb je však odběr dostatečného množství krevní plazmy. To se podařilo vyřešit díky přispění Anny Janovské, která dokázala v laboratoři optimalizovat metodu stanovení kortizolu z velmi malého množství plasmy. U některých vzorků ani toto nestačilo, ale pomohla další modifikace metody. Ta zahrnovala inkubaci kapří krevní plazmy aktivním uhlím a jejím doplněním do vzorku. Nově upravená metoda byla optimalizovaná tak, aby byla dostačující i při podstatně nižším množství plasmy. Umožňuje tak přesné měření plazmatických koncentrací steroidních hormonů u malých ryb, s potenciálem využití v budoucích výzkumech.

Ryby užité ve výzkumu byly odchyceny v řece Kyjovce (povodí Dunaje, jihovýchod ČR) a následně převezeny do Ústavu biologie obratlovců Akademie věd ČR v Brně, kde byly umístěny v kádích s imitací přirozeného prostředí. Po karanténě a aklimatizaci byli samci ryb rozděleni na pokusné a kontrolní skupiny. Pokusná skupina byla řízeně infikována glochidiemi. Při kontrole měly ryby napadené glochidiemi průměrně 89 glochidií rozmístěných v žábrách a na ploutvích. Kontrolní ryby neměly žádné glochidie. Po jednom dni byla část ryb odlovena a následně jim byl odebrán vzorek krve z ocasní žíly. Z jednotlivých ryb vědci po zpracování získali 4-35 µl plazmy, což je pro analýzu opravdu malé množství. Druhý soubor vzorků z ryb byl získán 36 hodin po napadení.

Výsledky studie poskytují doklad o okamžité reakci hostitele na parazitismus. Kromě konzistentního nárůstu hladiny kortizolu u experimentálně napadených hořavek během prvních dvou dnů napadení, vědci zjistili celkový nárůst hladiny kortizolu mezi prvním a druhým dnem napadení. Toto zvýšení bylo nezávislé na účinku ošetření a bylo patrné jak u kontrolních, tak u napadených ryb. Závěrem je nutno připomenout, že kortizol je pouze jedním z mnoha ukazatelů akutního stresu a pro pochopení toho, jak ryby reagují na napadení glochidiemi je třeba dalších studií. Zvýšená hladina kortizolu ale zároveň poskytuje výhody i pro přežití glochidií, a nepatrně i pro ryby samotné.

Již dříve bylo prokázáno, že experimentální podávání kortizolu hostiteli výrazně zvýšilo rychlost metamorfózy glochidií. Kromě zvýšení metabolismu, jako reakce na stres, má kortizol u ryb i imunosupresivní vlastnosti, jako je například snížení zánětu a to nejen v místě napadení. Rezistence ryb se tak často může snižovat jen na úroveň chování – aktivnímu vyhýbání se infikaci. Přesné měření hladin hormonů u malých ryb (tj. v malém množství krve) je obvykle náročné a nově vyvinutá metoda by mohla značně pomoci budoucím výzkumům. Tuto metodu lze stejně dobře použít i pro ostatní steroidní hormony cirkulující v krvi, a umožňuje tedy přesnou kvantifikaci hormonálních profilů dalších malých druhů.