CC BY
57
Патогенез, патология и экономический ущерб
УДК 619:616.995.121:639.127.31
БИОХИМИЧЕСКИЕ И ГЕМАТОЛОГИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ МОЕВКИ Rissa tridactyla (Linnaeus, 1758) ПРИ ИНВАЗИИ ЦЕСТОДАМИ Alcataenia larina (Krabbe, 1869) (Cestoda: Dilepididae)
М.М. КУКЛИНА кандидат биологических наук
В.В. КУКЛИН кандидат биологических наук
Мурманский морской биологический институт КНЦ РАН, г. Мурманск, Владимирская ул., д. 17, e-mail: [email protected]
Проведен сравнительный анализ биохимических и гематологических показателей у моевок (Rissa tridactyla, Linnaeus, 1758), зараженных цестодами Alcataenia larina (Krabbe, 1869), и свободных от инвазии. Показано, что степень негативного влияния A. larina на обмен веществ в организме хозяина зависит от интенсивности заражения. Установлено, что при высокой интенсивности инвазии в плазме крови птиц увеличивались концентрации модифицированной формы альбумина, мочевой кислоты, циркулирующих иммунных комплексов, глюкозы, а также уменьшалось содержание мочевины и магния.
Ключевые слова: Rissa tridactyla, Alcataenia larina, биохимия, гематология.
Паразитирование цестод в природных популяциях морских птиц, как правило, не приводит к гибели хозяев, но оказывает разнообразные воздействия на его организм и, в том числе, влияет на обмен веществ [16, 24, 26]. Воздействия паразитов на морских птиц, как на уровне отдельных особей, так и на уровне популяций неоднократно описывались и обсуждались в литературе [3, 12, 13, 26]. В качестве объектов исследования рассматривались обыкновенная гага, глупыши, морские, серебристые и сизые чайки. Однако парази-то-хозяинные отношения на биохимическом уровне в системе моевка - Alcataenia larina ранее ro^^tys не были.
Цестоды из семейства Dilepididae в качестве окончательных хозяев часто используют морских птиц из семейств Alcidae и Laridae [25]. Вид A. larina (Krabbe, 1869) - один из наиболее широко распространенных паразитов моевки (Rissa tridactyla, Linnaeus, 1758) [3, 10]. Заражение этими паразитами происходит в результате питания птиц планктонными раками, которые выступают в роли промежуточных хозяев [28]. Половой зрелости A. larina достигают в кишечнике птиц.
Целью данной работы было определение влияния цестод A. larina на физиологическое состояние организма моевки с измерением гематологических и биохимических показателей при различной степени заражения птиц A. larina.
Материалы и методы Материал для исследований собирали в ходе береговых экспедиций Мурманского морского биологического института на территории, прилегающей к Гавриловскому архипелагу (Кандалакшский государственный
природный заповедник) в июле 2007-2008 гг. В качестве объекта исследований использовали моевок (24 экз.). Исследовали кровь и плазму. В день взятия крови подсчитывали общее число эритроцитов и лейкоцитов. Кроме того, готовили мазки крови для определения лейкоцитарной формулы птиц. Гематологические показатели определяли общепринятыми лабораторными методами [8]. В плазме крови измеряли показатели белкового, липид-ного, углеводного и минерального обменов. Концентрацию общего белка определяли биуретовым методом, а содержание белковых фракций - с помощью электрофореза на бумаге [7]. По методике Троицкого [23] путем переосаждения в системе трихлоруксусная кислота - этанол измеряли уровень модифицированной формы альбумина. Методом осаждения полиэтиленгли-коля устанавливали концентрацию циркулирующих иммунных комплексов (ЦИК) [14]. Уровень мочевой кислоты измеряли по методу Мюллера-Зейферта, концентрацию мочевины - по реакции с диацилмонооксимом, содержание креатинина - по методике Яффе [7]. По реакции преципитации определяли наличие С-реактивного белка. Уровень общих липидов измеряли с помощью фосфованилинового реактива, концентрацию холестерина, тригли-церидов и глюкозы - энзиматическими методами, содержание общих фосфо-липидов - по содержанию липидного фосфора, а уровень магния - по реакции с ксилидиловым синим [7].
Одновременно проводили паразитологическое вскрытие птиц. Определяли экстенсивность инвазии, интенсивность инвазии (ИИ) и индекс обилия (ИО) цестод A. larina. Статистическую обработку результатов проводили общепринятыми методами, достоверность различий между сравниваемыми значениями биохимических параметров оценивали по t-критерию Стьюдента [17].
Результаты и обсуждение
По результатам паразитологических вскрытий показано, что A. larina являются массовым видом паразитов моевок в районе проведения исследований. Экстенсивность инвазии составила 66,7 %, ИИ варьировала от 1 до 394 экз., ИО 23,4 экз. На основе полученных данных всех обследованных птиц разделили на 3 группы. I группа включала в себя моевок, свободных от заражения. Эти чайки были использованы в качестве контроля. II группа состояла из птиц, инвазированных A. larina с низкими показателями зараженности (ИО - 3,75 экз., ИИ - 1-6 экз.). III группа - моевки, зараженные A. larina с высокими показателями инвазии (ИО - 61,1 экз., ИИ - 15-394 экз.).
В результате проведенных исследований установлено, что гематологические параметры у инвазированных птиц не отличались от показателей животных I группы (табл. 1). Отмечено лишь увеличение числа эозинофилов на 41,9 % у моевок III группы по сравнению с контрольными значениями (Р < 0,01).
1. Гематологические показатели моевок (Гавриловский архипелаг, 2007-2008 гг.)
Показатель Группа моевок
I (П = 5) II (П = 8) III (П = 11)
Общее число эритроцитов, х 10 1 /л 2,4±0,06 2,5±0,2 2,3±0,07
Общее число лейко- 16,4±0,9 15,6±1,2 15,7±1,3
цитов, х 10 9/л
Базофилы, % 0,3± 0,13 0,4±0,16 0,4± 0,14
Эозинофилы, % 9,0±0,7 9,6±0,6 15,5±1,0*
Нейтрофилы, % 31,4±1,0 32,1±2,5 33,3±3,1
Лимфоциты, % 57,8±1,9 56,9±2,4 48,8±2,6
Моноциты, % 1,5±0,3 1,0±0,2 2,0±0,5
Примечание: * - различия достоверны относительно показателей птиц I группы
(Р < 0,01).
По результатам биохимического анализа показано, что наиболее заметные изменения были характерны для моевок III группы (табл. 2). У этих птиц зарегистрировано снижение концентраций общего белка и альбумина, а также увеличение содержания гамма-глобулинов по сравнению с аналогичными показателями незараженных птиц. Однако эти различия были статистически недостоверными. Тем не менее, следует отметить заметное увеличение уровня модифицированной формы альбумина (на 39,7 %) в плазме крови моевок III группы (Р < 0,01), а также снижение содержания мочевины и магния на 39,0 и 38,7 % соответственно у этих птиц по сравнению с контрольными значениями.
2. Биохимические показатели плазмы крови моевок _(Гавриловский архипелаг, 2007-2008 гг.)_
Показатель Группа моевок
I (n = 5) I (n = 5) I (n = 5)
Общий белок, г/л 34,2±3,6 33,9±3,1 32,3±2,0
Альбумин, г/л 21,6±1,8 19,7±1,9 18,8±0,9
Альфа-глобулины, г/л 3,3±0,3 3,9±0,57 3,2±0,3
Бета-глобулины, г/л 4,8±0,5 5,9±0,7 5,2±0,5
Гамма-глобулины, г/л 4,5±0,4 4,4±0,4 5,1±0,6
Модифицированная форма 29,8±3,3 29,6±3,4 49,4±4,5**
альбумина, %
Мочевина, ммоль/л 4,1±0,6 3,8±0,3 2,5±0,3**
Мочевая кислота, ммоль/л 0,8±0,11 1,1±0,2* 1,25±0,3**
Креатинин, мкмоль/л 10,5±3,8 11,7±2,8 8,5±2,7
С-реактивный белок Реакции нет Реакции нет Реакции нет
Циркулирующие иммун- 83,0±8,4 103,5±8,3* 142,75±3,4**
ные комплексы, оп.ед.
Общие липиды, г/л 9,2± 0,06 10,1±1,0 8,3±0,5
Фосфолипиды, ммоль/л 4,4±0,27 4,3±0,2 5,0±0,3
Триглицериды, ммоль/л 3,0±0,2 2,9±0,2 2,8±0,3
Холестерин, ммоль/л 10,7±0,9 11,7±0,6 11,8±0,4
Глюкоза, ммоль/л 14,6±1,3 22,6±2,1* 26,6±1,8**
Магний, ммоль/л 1,4±0,1 1,3±0,17 0,9±0,1*
Примечание: * - различия достоверны относительно показателей птиц I группы, (Р < 0,05); ** - различия достоверны относительно показателей птиц I группы, ф<0,01).
Повышение содержания циркулирующих иммунных комплексов было установлено как для птиц II группы (на 24,7 %) (Р < 0,05), так и для птиц III группы (на 72,0 %) (Р < 0,01) по сравнению с незараженными животными. Кроме того, у инвазированных птиц из II и III групп зафиксировано увеличение концентрации мочевой кислоты на 37,5 % (Р < 0,05) и 56,2 % (Р < 0,01) соответственно по сравнению с аналогичным показателем чаек из I группы.
Схожую тенденцию отмечали при сравнении концентрации глюкозы. Увеличение уровня глюкозы в плазме крови установлено для птиц II группы на 35,4 % (Р < 0,05), в то время, как у птиц III группы зарегистрировано повышение этого показателя на 45,0 % по сравнению с контрольными значениями (Р < 0,01).
Таким образом, с увеличением интенсивности инвазии активируются процессы белкового обмена, и повышается концентрация глюкозы для восполнения энергетических затрат организма.
Интересно отметить, что независимо от ИИ показатели липидного обмена у зараженных моевок не отличались от таковых у контрольных птиц.
Из вышеприведенных данных можно сделать заключение о том, что степень влияния А. ¡аппа на организм моевок в значительной степени определяется интенсивностью заражения.
Так, при высокой ИИ А. ¡аппа у чаек было отмечено увеличение числа эозинофилов в крови. В многочисленных работах указывалось, что большинство гельминтозов сопровождается эозинофилией. Увеличение числа эозино-филов отмечено при дифиллоботриозе серебристых чаек, трихинеллезе мышей и человека, дактилогирозе рыб [4, 15, 19]. Эозинофилы служат основными клетками-эффекторами, действие которых имеет антигельминтную направленность. Беклемишев [2] высказал мнение, что при паразитарных болезнях включение эозинофильного механизма происходит в том случае, если паразит имеет такие размеры, при которых невозможен фагоцитоз. Эозинофилы скапливаются вокруг внедрившихся в организм паразитов благодаря хемотаксическим факторам. После активации эозинофилы начинают свою атаку, высвобождая главные основные белки и преимущественно катионные протеины, которые повреждают покровы паразитов и вызывают их гибель [21].
Установлено, что развитие патологического процесса при гельминтозах сопровождается образованием циркулирующих иммунных комплексов, возможно, содержащих антитела. Главная функция ЦИК - удаление из организма хозяина чужеродных антигенов. Вместе с тем, при гельминтозах (в частности, при описторхозе, токсокарозе) ЦИК часто играют заметную роль в патогенезе заболевания, а длительность их циркуляции в организме хозяина коррелирует с продолжительностью и тяжестью патологического процесса [2, 5, 9, 22]. Возможно, ЦИК привлекают в очаг эозинофилы, влияющие на функции Т- и В-лимфоцитов, макрофагов, и формируют патологический симптомокомплекс [9]. Поэтому вполне вероятно, что повышение содержания ЦИК в плазме крови зараженных чаек связано с увеличением числа цес-тод А. ¡аппа в кишечнике хозяина.
Следует отметить повышение уровня модифицированной формы альбумина в плазме крови моевок, инвазированных дилепидидами с высокими показателями зараженности. Возможно, это связано с изменениями функциональных свойств этого транспортного белка после нагрузки метаболитами, появившимися в избытке вследствие дефектов пищеварения и нарушения всасывающей способности кишечника, которые возникают при высокой инвазии А. ¡аппа. Вероятно, что снижение концентрации магния было вызвано нарушением абсорбции этого элемента из-за проблем с пищеварением у птиц, сильно зараженных этими паразитами.
Несмотря на то, что А. ¡аппа паразитируют в пищеварительном тракте птиц, развитие патологического процесса при гельминтозах, как показали многочисленные исследования, связано со значительными функциональными нарушениями в печени [1, 18, 20, 27]. Так, уменьшение концентрации мочевины в плазме крови, возможно, происходит вследствие снижения ее синтеза в печени. Вероятно, это связано с функциональной недостаточностью клеток печени при развитии дилепидоза, относительно крупными размерами этих червей, а также высокой ИИ. Паразиты выделяют значительное количество метаболитов, которые негативным образом влияют на функционирование клеток печени.
Ранее было показано, что для дилепидозов серебристых и морских чаек характерна типичная картина изменений в белковом составе плазмы крови -гипопротеинемия, гипоальбуминемия и гипергамма-глобулинемия [11]. Нами отмечены аналогичные процессы в плазме крови моевок с высокими показателями инвазии дилепидидами, однако установленные различия были статистически недостоверными. По мнению ряда авторов, снижение альбумина в плазме крови может быть вызвано угнетением функций печени (где в основном происходит синтез этого белка) из-за токсического действия метаболитов паразитов [1, 6]. Вероятно, изменение белкового спектра крови связано и со
снижением интенсивности процессов синтеза белка в организме чаек вследствие эффекта «отнятия пищевых веществ».
Таким образом, выраженную клиническую картину при дилепидозе моевки можно наблюдать при высокой ИИ A. larina. Полученные данные позволяют заключить, что в природных популяциях между моевками и цестодами A. larina на уровне обмена веществ существует определенное динамическое равновесие. Отклонения от этого равновесия наблюдают в случаях очень высокой ИИ птиц паразитами.
Авторы выражают благодарность администрации и сотрудникам Кандалакшского государственного природного заповедника за помощь в проведении полевых работ.
Работа поддержана Российским фондом фундаментальных исследований (грант №10-04-00204).
Литература
1. Аникиева Л.В. и др. Дифиллоботриоз песцов. - Петрозаводск: Карельский филиал АН СССР, 1988. - 143 с.
2. Беклемишев Н.Д. Иммунопатология и иммунорегуляция. - М., 1986. -256 с.
3. Белопольская М.М. Паразитофауна морских водоплавающих птиц // Уч. зап. ЛГУ. Сер. биол. - 1952. - № 141, Вып. 28. - С. 127-180.
4. Головина Н.А. Изменение в составе белой крови карпа при заражении Dactylogyrus extensus (Monogenoidea, Dactylogyridae) в свете новой классификации форменных элементов // Паразитология. - 1976. - Т. 10, № 2. - С. 178-182.
5. Дроздова Т.Г., Кашуба Э.А. Роль острого описторхоза в формировании иммунопатологических реакций у детей // Сб. научн. трудов. - Л., 1989. - С. 100-106.
6. Зулькарнаев Т.Р. Некоторые особенности белкового обмена при экспериментальном дифиллоботриозе // Мед. паразитол. и паразит. бол. - 1975. -Т. 44, № 1. - С. 78-82.
7. Камышников В.С. Справочник по клинико-биохимической диагностике. - Мн.: Беларусь, 2000. - 495 с.
8. Клиническая лабораторная аналитика. Том II. Частные аналитические технологии в клинической лаборатории. Под ред. В.В. Меньшикова. - М.: Лабинформ - РАМЛД, 1999. - 352 с.
9. Константинова Т.Н. и др. Циркулирующие иммунные комплексы, общие Ig Е и специфические Ig Е - антитела у больных токсокарозом // Мед. паразитол. и паразит. бол. - 1998. - № 2. - С. 32-34.
10. Куклин В.В., Галактионов К.В., Галкин А.К., Марасаев С.Ф. Сравнительный анализ гельминтофауны моевок Rissa tridactyla (Linnaeus, 1758) и бургомистров Larus hyperboreus (Gunnerus, 1767) из различных районов Баренцева моря // Паразитология. - 2005. - Т. 39, № 6. - С. 544-558.
11. Куклина М.М., Куклин В.В. Влияние гельминтной инвазии на биохимические показатели чаек рода Larus Баренцева моря // Докл. Академии Наук. - 2006. - Т. 411, № 2. - С. 278-281.
12. Куклина М.М., Куклин В.В. Динамика физиологических параметров птенцов морской чайки (Larus marinus) при экспериментальном заражении цестодами Microsomacanthus ductilus (Cestoda: Hymenolepididae) // Паразитология. - 2008. - Т. 42, № 1. - С. 21-30.
13. Кулачкова В.Г. Гельминты как причина смертности обыкновенной гаги в вершине Кандалакшского залива // Экология и морфология гаг в СССР. - М., 1979. - С. 119-125.
14. Лабораторные методы исследования в клинике. Под ред. В.В. Меньшикова. - М.: Медицина, 1987. - 368 с.
15. Мазур О.В., Пронин Н.М., Толочко Л.В. Гематологические и иммунологические характеристики птенцов серебристой чайки (Larus argentatus) при
экспериментальном заражении Diphyllobothrium dendriticum (Cestoda: Pseudo-phyllidae) // Известия РАН. Сер. биологическая. - 2007. - № 4. - С. 420-427.
16. Малютина Т.А. Взаимоотношения в системе паразит-хозяин: биохимические и физиологические аспекты адаптации (ретроспективный обзор) // Рос. паразитол. журнал. - 2008. - № 1. - С.1-17.
17. Матюшичев В.Б. Элементы статистической обработки результатов биохимического эксперимента. - Л., 1990. - 132 с.
18. Огородников А.Н., Сапожников А.Ф., Толстоухов А.Ю. Изучение гематологических и биохимических показателей при стробилоцеркозе клеточной ондатре // Матер. науч. конф., посвящ. 75-летию ВНИИОЗ им. Б.М. Житкова «Вопросы прикладной экологии (природопользования), охотоведения и звероводства». - Киров, 1997. - С. 27-28.
19. Озерецковская Н.Н. Иммунологические факторы в восприимчивости к паразитарным болезням, их патогенезе и клинике // Мед. паразитол. и паразит. бол. - 1981. - Т. 50, № 6. - С. 12-18.
20. Руднева И.И., Солонченко А.И., Мельникова Е.Б. Влияние паразитарной инвазии на активность некоторых антиоксидантных ферментов печени и мышц хозяина черноморского калкана Psetta maxima maeotica // Паразитология. - 2004. - Т. 38, № 6. - С. 557-561.
21. Ройт А. Основы иммунологии. Пер. с англ. - М.: Мир, 1991. - 328 с.
22. Ткаченко Т.Н., Офицеров В.И. Описторхоз и его диагностика // Нов. «Вектор-Бест». - 2001. - Т. 19, № 1. - С. 1-5.
23. Троицкий Г.В., Борисенко С.Н., Касымова Г.А. Инвертированный метод обработки электрофореграмм для выявления модифицированных форм альбумина // Лаб. дело. - 1986. - № 4. - С. 229-231.
24. Galaktionov K.V. Life cycles and distribution of seabird helminths in arctic and sub-arctic regions // Bull. Scand. Soc. Parasitol. - 1996. - V. 6, № 2. - Р. 31-49.
25. Hoberg E.P. Alcataenia atlantiensis n. sp. (Dilepididae) from the razorbill (Alca torda Linnaeus) in the eastern North Atlantic basin // Systematic Parasitology. - 1991. - V. 20. - P. 83-88.
26. Lauckner G. Diseas of Aves (Marine birds) // Diseases of marine animals.
- Ed. O. Kinne, Hamburg: Biologishe Anstalt Helgoland, 1985. - V. 4, part 2. - P. 627-643.
27. Pathak K.M.L., Gaur S.N.S. Changes in serum enzyme activities in pigs naturally infected with the metacestodes of Taenia solium // Vet. Res. Commun. -1985. - V. 9, № 2. - P. 143-146.
28. Shimazu T. Some cestodes and acanthocephalan larvae from euphasiid crustaceans collected in northern North Pacific Ocean // Bull. Jap. Soc. Scien. Fish.
- 1975. - V.41. - P. 813-821.
Biochemical and hematological parameters of kittiwake Rissa tridactyla
(Linnaeus, 1758) infected by cestodes Alcataenia larina (Krabbe, 1869)
(Cestoda: Dilepididae)
M.M. Kuklina, V.V. Kuklin
The comparative analysis of biochemical and hematological parameters of kit-tiwakes (Rissa tridactyla, Linnaeus, 1758) infected by cestodes Alcataenia larina (Krabbe, 1869) and noninfected was carried out. It was shown that degree of negative impact of A. larina on metabolism of the kittiwakes depends on intensity of infection. It is established that at high intensity of infection in blood plasma of birds concentration of the modified form albumin, the uric acid, circulating immune complexes, glucose were increased and the maintenance of urea and magnesium decreased.
Keywords: Rissa tridactyla, Alcataenia larina, biochemistry, hematology.
