CC BY
26
УДК: 591.1.
КИСЛОТНАЯ И ОСМОТИЧЕСКАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ ЭРИТРОЦИТОВ КРОВИ РАЗЛИЧНЫХ ПОПУЛЯЦИЙ БОЛОТНОЙ ЧЕРЕПАХИ (EMYS ORBICULARIS) ДАГЕСТАНА
© 2017 С.А. Байрамбекова, П.П. Абдурахманова, Р.И. Магомедкамилова
Дагестанский государственный университет
Статья поступила в редакцию 22.05.2017
В статье представлены результаты исследования кислотной и осмотической устойчивости эритроцитов крови особей Болотной черепахи (Emys оrbicularis), обитающих в различных природно-климатических условиях. Полученные результаты свидетельствуют о качественных отличиях состава эритроцитов E. Orbicularis из различных популяций Дагестана, которые выражаются в разной интенсивности и общей продолжительности кислотного гемолиза эритроцитов, а также в различном соотношении низко- и высокостойких эритроцитов. Преобладание в северной популяции E. Orbicularis эритроцитов с высокой кислотной и осмотической резистентностью авторы связывают с адаптивными изменениями физиологических показателей красных клеток крови в условиях более сурового климата.
Ключевые слова: болотная черепаха, эритроцит, кислотная устойчивость, хлорид натрия, адаптация
Адаптация живых организмов к условиям окружающей среды приобретает особую остроту в современных условиях, когда темпы технологических и климатических изменений в мире требуют постоянных адаптаций организма к условиям существования. При этом важную роль играет мобилизация адаптационных резервов, обеспечивающих поддержание его жизнедеятельности в различных условиях среды обитания. К числу функциональных систем, поддерживающих нормальную жизнедеятельность организма, относится система красной крови, способная благодаря эффективным обратным связям сохранять гомеостаз в условиях многофакторного воздействия экзогенных и эндогенных факторов. Возникающие при этом изменения морфо-функциональных свойств эритроцитов отражаются на стойкости эритроцитарных мембран, являющихся интегральным показателем клеточных мембран [2, 3, 8, 9]. Роль мембран в регуляции осмотического объёма клеток крови показана многими авторами [12]. Показателем стойкости эритроцитарных мембран служит резистентность красных клеток.
В опубликованной литературе гематологические исследования эктотермных тетрапод немногочисленны. Ряд авторов описывают клетки крови различных видов пресмыкающихся [1, 10-12, 15-18]. Однако в их исследованиях в основном делается упор на изучение морфологических характеристик клеток крови тетрапод без учета их физиологических особенностей [7, 13]. Между тем общеизвестно, что адаптивные процессы в организме, в первую очередь выражаются в изменении физиологических функций. Изменения физиологических характеристик крови пресмыкающихся при адаптации к условиям обитания изучены не достаточно [6, 11],
Байрамбекова Саида Абдуллабековна, магистр. Е-mail: [email protected]
Абдурахманова Патимат Пайзудиновна, магистр. Е-mail: [email protected]
Магомедкамилова Раиса Иманзагидовна, магистр. Е-mail: [email protected]
поскольку на данный момент отсутствуют устоявшиеся нормальные показатели крови различных видов рептилий, нет общепринятого методического подхода к подсчету морфологических компонентов крови пресмыкающихся. В Дагестане подобного рода исследования практически отсутствуют. Между тем, условия обитания эктотермных тетрапод в республике весьма разнообразны, что связано со значительной зональной и вертикальной поясностью.
Цель исследования: изучение кислотной и осмотической устойчивости эритроцитов крови южной и северной популяции Болотной черепахи (Emys оrbicularis), как показателя адаптации к условиям обитания.
Материал и методы. Объектами исследования послужили половозрелые особи Болотной черепахи (Emys оrbicularis), обитающие в различных природно-климатических условиях: 12 особей (5 самок, 7 самцов) с северной Терско-Сулакской низменности Дагестана и 8 особей (5 самок, 3 самцов) с окрестностей с. Гелинбатан и с. Ерси Табасаранского района (южные районы Дагестана). Выбор объекта исследования связан с его малой изученностью в данных условиях и относительной доступностью. Кровь у черепах брали путем прокола хвостовой вены (Vena coccygealis superior), которая проходит дорсовентрально к основанию хвоста. При определении кислотной устойчивости эритроцитов производили фотоэлектрическую регистрацию кинетики гемолиза эритроцитов при действии гемолитика (0,004Н HCI) [5]. Осмотическую резистентность эритроцитов определяли по микроскопическому методу Яновского и использованием разных концентраций NaCI (2; 1; 0,65 и 0,45%). Полученные данные подвергали вариационно-статистической обработке по методу малой выборки [4]. При определении степени различия средних арифметических двух сравниваемых вариационных рядов вычисляли показатели существенности разницы
(t-критерий Стъюдента) и вероятность различий (Р). При Р<0,05 различие оценивается как достоверное (вероятность различия более 95%).
Результаты и их обсуждение. Для выявления качественных изменений эритроцитов нами была исследована устойчивость эритроцитов к действию убывающих концентраций NaCI (2; 1; 0,65 и 0,45%), а также HCI (0,004Н). Результаты представлены в табл. 1, 2 и на рис. 1, 2. Как видно из представленных данных, при действии разных концентраций хлорида натрия наблюдаются как половые, так и территориальные различия в составе эритроцитов. Так, если у особей южной популяции устойчивость эритроцитов линейно увеличивается при убывании концентраций NaCI, достигая пика при минимальной концентрации NaCI (0,45%), то у особей, отловленных в северном районе Дагестана, максимальная устойчивость эритроцитов отмечена нами при концентрации NaCI 0,65% (физиологический раствор для холоднокровных). При сравнении количества подсчитанных эритроцитов при различных концентрациях хлорида натрия с их количеством в физиологическом растворе, можно отметить, что у особей из Табасаранского района эритроциты менее устойчивы к изменению осмолярно-сти среды. Причем данная особенность не имеет значительных половых различий. Эритроциты болотной черепахи из Бабаюртовского района обнаруживают большую устойчивость к изменению ос-молярности, о чем свидетельствует их большая концентрации в условиях действия 2%-го раствора NaCI. Пи этом эритроциты самцов этого района более устойчивы к действию всех исследованных концентраций соли.
Таблица 1. Показатели осмотической резистентности крови (в 1 мкл) Болотной черепахи (E. Orbicularis), обитающей в различных районах Дагестана
Пол ? в
Концен-
трация NaCI
Табасаранский район
2% 0,38±0,01 0,40±0,01
1% 0,54±0,04 0,51±0,09
0,65% 0,60±0,04 0,55±0,05
0,45% 0,68±0,03 0,52±0,09
Бабаюртовский эайон
2% 0,48±0,01 0,53±0,03
1% 0,51±0,09 0,59±0,01
0,65% 0,71±0,02 0,83±0,04
0,45% 0,62±0,04 0,65±0,07
Таким образом, существует взаимосвязь механических свойств эритроцитов, составляющих основу регуляции функционирования клетки в организме, с условиями обитания черепах. Благодаря высокоорганизованной динамической мембране эри-троциты рептилий способны в физиологических условиях регулировать объем и сохранять
жизнеспособность. Высокая пластичность регуля-торных механизмов позволяет клетке сохранить устойчивость в экстремальных условиях, в, частности, при изменении осмолярности среды. Особенно это выражено у черепах, обитающих в северном районе Дагестана.
-5. 0,8 & 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0
2%
1%
А
0,65% 0,45%
100,8 0,6 0,4 0,2
2% 1% 0,65% 0,45%
Б
Рис. 1. Изменение осмотической резистентности эритроцитов крови особей южной (А) и северной (Б) популяции Болотной черепахи (E. Orbicularis).
Характеристика функциональной полноценности клеток красной крови как интегрального показателя клеточных мембран имеет важное значение. В дополнение к существующим методам подобные исследования способствуют пониманию механизмов адаптации и компенсации, возникающих в системе крови при действие экзо- и эндогенных факторов. Поэтому для оценки качественного состава эритроцитарной популяции важным представлялось изучение состояния кислотной резистентности эритроцитов периферической крови E. Orbicularis.
Сравнение кислотных эритрограмм в группах проводили по следующим показателям: время продолжительности гемолиза эритроцитов, пик гемолиза эритроцитов, характер эритрограммы. Из представленных результатов видно (табл. 2, рис. 2), что кислотная эритрограмма болотных черепах из различных районов существенно отличается. Продолжительность кислотной эритрограммы черепах из Табасаранского района составляет 6 мин. Эрит-рограмма имеет две вершины (2 и 3 мин), что указывает на неоднородность эритроцитов. Размах основания пика эритрограммы составляет 4,5 мин, вершина ее приходится на 2 и 3 мин. В этих точках
1
0
гемолизу подвергается около 16,7 и 11,0% эритроцитов соответственно. Правое крыло эритрограммы растянуто и указывает на присутствие молодых эритроцитов с высокой кислотной стойкостью. Доля эритроцитов с минимальной (в интервале до 2 мин) и средней (в интервале 2,-4,0 мин) стойкостью одинакова и составляет 31%, тогда как доля высокостойких эритроцитов составляет 16,0%.
Эритрограмма болотных черепах, обитающих в Бабаюртовском районе, заметно отличается от
эритрограммы черепах из Табасаранского района. Изменение ее связано с повышением стойкости эритроцитов к кислотному гемолизу. Это находит отражение в правом сдвиге пика эритрограммы к 4,5 мин. Продолжительность гемолиза всех эритроцитов увеличивается до 9,5 мин, что указывает на замедление этого процесса. Число высокостойких эритроцитов повышается до 62,0% (рис. 2).
Таблица 2. Показатели кислотной устойчивости эритроцитов крови различных популяций Болотной черепахи (Emys Orbicularis) Дагестана
Показатели Южная Северная
популяция популяция
время начала гемолиза (мин) 0,5±0,07 0,5 ±0,04
время окончания гемолиза (мин) 6,0±0,9 9,5±1,1
пик кислотной эритрограммы (мин) 2,0±0,4 и 3,0±0,3 4,5 ±0,5
число гемолизированных эритроцитов на пике (%) 16,7±1,4 и 11,1±0,9 20.1±2,1
ширина основания эритрограммы 4,5 ±0,6 1,5 ±0,4
низкостойкие эритроциты (%) 31,3±2,1 28,1±1,3
среднестойкие эритроциты (%) 31,1±1,1 19,1±1,1
высокостойкие эритроциты (%) 16,0±1,0 62,2±3,2
Рис. 2. Кислотная устойчивость эритроцитов крови особей южной и северной популяции Болотной черепахи (E. Orbicularis).
Полученные данные позволяют сделать заключение о более высокой устойчивости эритроцитов крови особей северной популяции E. Orbicularis, по сравнению с южной, что можно рассматривать как адаптивную реакцию к условиям относительно низких температур. В южном районе в период отлова температура воды была ниже (14-150С), чем в
южном (15-250С). Отмеченные изменения могут быть также связаны скорее с линейно-весовыми особенностями изученных особей. Как видно из представленных данных (табл. 3), у черепах из северного линейно-весовые параметры выше, по сравнению с таковыми у черепах из южного района.
Таблица 3. Линейно-весовые параметры болотной черепахи, обитающей в различных районах Дагестана
Показа- Южный район Северный район
тели 9 S 9 S
вес 174,7±19,8 217±43,8 519,0±96,5 386,2±25,4
длина 7,7±4,0 10,0±1,7 13,7±1,9 13,3±1,7
толщина 2,5±0,2 3,3±0,2 5,0±1,1 4,3±0,9
ширина 5,3±0,5 7,5±1,1 10,5±1,4 9,8±1,1
Известно, что особенностью гемопоэза рептилий является сезонность. Весной после выхода из зимней спячки наблюдается резкая вспышка
эритропоэза в костном мозге. К осени происходит его постепенное затухание, а зимой эритропоэз прекращается полностью. Возможно, более высокая
устойивость эритроцитов у особей Бабаюртовского района связано с их более поздним выходом из спячки. Значение показателей крови болотной черепахи может определяться следующими факторами среды обитания: разностью температуры воды и воздуха в рассматриваемых районах; временим выхода из спячки: северная популяция выходит из спячки позже южной; разностью линейно-весовых параметров: у северных черепах размеры тела и масса больше, по сравнению с южными; качеством окружающей среды: в зоне интенсивного промышленного загрязнения эти показатели выше.
Выводы: изменение качественного состава эритроцитарной популяции может служить индикатором адаптационного потенциала рептилий, что позволяет использовать метод кислотной и осмотической резистентности эритроцитов в качестве экспресс-анализа крови при мониторинге состояния организма при адаптации к условиям обитания.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ :
1. Воробьева, А.С. Характеристика крови рептилий Волжского бассейна / А.С. Воробьева, С.В. Ганщук / Вопросы герпетологии: мат-лы Четвертого съезда Герпетологического общества им. А.М. Никольского (Казань, 12-17 октября 2009 г.), Санкт-Петербург: СПб: Русская коллекция, 2011. С. 66-69
2. Гассо, В.Я. Характеристика гематолопчних показ-ниюв кровi рептилш / В.Я. Гассо, Е.Ю. Клименко // Вестник ДНУ. 2006. С. 59-63.
3. Красильников, В.Н. О возможности использования морфологических показателей клеток крови рептилий для разрешения вопросов их систематики и филогении // Вопросы герпетологии. - Л.: Наука, 1973. С. 106-107.
4. Лакин, Т.Б. Биометрия. - М.: Высшая школа, 1990. 352 с.
5. Леонова, В.Г. Анализ эритроцитарных популяций в онтогенезе человека. - Новосибирск: Наука, 1987. С. 241.
6. Липунова, Е.А. Система красной крови: сравнительная физиология / ЕА. Липунова, М.Ю. Скоркина. -Белгород: Издательство Бел-ГУ, 2004. 120 с.
7. Липунова, Е.А. Физиология крови / ЕА. Липунова, М.Ю. Скоркина. - Белгород.: Издательство Бел-ГУ, 2007. 15 с.
8. Лисничная, Е.Н. Особенности исследования морфологического состава крови рептилий / Е.Н. Лисничная,
B.Г. Ефимов // Науково-техшчний бюллетень НДЦ бюбезпеки та еколопчного контролю ресурав АПК, 2014. Т.2. №1. С. 120-125.
9. Ройтман, Е.В. Изменение реологических свойств крови и осмотической резистентности эритроцитов при активации свободнорадикальных процессов / Е.В. Ройтман, И.И. Дементьева, О.А. Азизова и др. // Клиническая лабораторная диагностика. 2001. № 3.
C.42-43.
10. Тарасенко, С.Н. Некоторые гематологические характеристики различных представителей герпетофауны техногенных экосистем // Вопросы герпетологии. -Киев: Наукова думка, 1989. С. 247-248.
11. Хайрутдинов, И.З. Сравнительная морфология крови двух видов рептилий / И.З. Хайрутдинов, А.В. Павлов, Ф.М. Соколина // Вопросы герпетологии. - СПб., 2008. С. 415-422.
12. Хайрутдинов, И.З. Характеристика крови рептилий и ее связь с условиями среды обитания // И.З. Хайрутдинов, Ф.М. Соколина - Казань: Казанский университет, 2010. 4 с.
13. Федорова, М.З. Метод комплексного исследования геометрии, площади поверхности, резервных возможностей мембраны и осморегуляции лейкоцитов крови / М.З. Фёдорова, В.Н. Левин // Клиническая лабораторная диагностика. 1997. №. 11. С. 44-46.
14. Arican, H. Morphology of peripheral blood cells from various species of Turkish herpetofauna / H. Arikan, K. Cicek // Acta Herpetologica. 2010. Vol. 5. № 2. P. 179198.
15. Campbell, T.W. Hematology of lower vertebrates // American College of Veterinary Pathologists & American Society for Veterinary Clinical Pathology, Middleton WI, USA. 2004. Режим доступа: http:// www.ivis.org/proceedings/ACVP/2004/ Camp-bell1/ivis.pdf
16. Javanbakht, H. The Morphological Characterization of the Blood Cells in the Three Species of Turtle and Tortoise in Iran / H. Javanbakht, S. Vaissi, P. Parto // Research in Zoology. 2013.No 3(1). P. 38-44.
17. Jacobson, E.R. Infectious diseases and pathology of reptiles. - CRC Press, 2007. P.167-186.
18. Seving, M. The morphology and size of blood cells of Lacerta rudis bithynica (Squamata, Reptilia), Turkey / M. Seving, I.H. Ugurtas // Asiatic Herpetol. 2001. Res. 9. P. 122-129.
THE BLOOD ERYTHROCYTES ACID AND OSMOTIC STEADINESS OF MARSH TURTLE (EMYS ORBICULARIS) VARIOUS POPULATIONS IN DAGESTAN
© 2017 S.A. Bayrambekova, P.P. Abdurakhmanova, R.I. Magomedkamilova
Dagestan State University
Results of research the acid and osmotic steadiness of blood erythrocytes of Marsh turtle (Emys orbicularis) species, living in various climatic conditions are presented in article. The received results testify the qualitative differences of erythrocytes structure of E. Orbicularis from various populations in Dagestan which are expressed in different intensity and general duration of acid hemolysis of erythrocytes, and also in various ratio of low- and high-resistant erythrocytes. Authors bind prevalence in northern population of E. Orbicularis of erythrocytes with high acid and osmotic resistance to adaptive changes of physiological indicators of red blood cells in the conditions of more severe climate.
Key words: marsh turtle, erythrocytes, acid steadiness, sodium chloride, adaptation
Saida Bayrambekova, Master. E-mail: [email protected]; Patimat Abdurakhmanova, Master. E-mail: [email protected]; Raisa Magomedkamilova, Master. E-mail: [email protected]
