CC BY
11
УДК 619:616.15:591.54
МИКРОБИЦИДНОСТЬ НЕЙТРОФИЛОВ КРОВИ ЖИВОТНЫХ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ СЕЗОНА ГОДА
КРАПИВИНА Е.В.,
доктор биологических наук, профессор, профессор кафедры эпизоотологии, микробиологии, паразитологии и ветеринарно-санитарной экспертизы, ФГБОУ ВО Брянский ГАУ, e-mail: Krapivina_E_V@mail.ru.
ИВАНОВ Д.В.,
кандидат биологических наук, доцент кафедры эпизоотологии, микробиологии, паразитологии и ветери-нарно-санитарной экспертизы, ФГБОУ ВО Брянский ГАУ.
МЕНЬКОВА А.А.,
доктор биологических наук, профессор, профессор кафедры нормальной и патологической морфологии и физиологии животных ФГБОУ ВО Брянский ГАУ.
Реферат. Объектом исследования были животные физиологического двора Брянского ГАУ (козлы и овцы) и лошади учебно-спортивной конюшни Брянского ГАУ. С целью изучения особенностей микро-бицидности нейтрофилов крови этих животных в зависимости от сезона года, были сформированы 3 группы по 3 животных в каждой. В 1 группе были козлы русской породы 3-4-летнего возраста. Во 2 группе были овцы романовской породы 3-4-летнего возраста. В 3 группе были лошади тракененской породы 6-7-летнего возраста. Кровь для исследования брали утром до кормления из ярёмной вены в мае и октябре. Животные содержались в соответствующих ветеринарно-зоогигиеническим требованиям условиях, получали хозяйственный рацион в соответствии с общепринятыми нормами. В образцах крови определяли абсолютное количество лейкоцитов, в том числе нейтрофилов, относительное количество нейтрофилов крови, обладавших кислородозависимой микробицидностью, а также и интенсивность этого процесса весной и осенью в базальных и стимулированных зимозаном условиях. В результате эксперимента установлено, что адаптационный резерв относительного количества нейтрофилов крови, обладавших кислородозависимой микробицидностью, был только весной и только у козлов. Адаптационный резерв интенсивности оксидазной активности нейтрофилов весной установлен у козлов и лошадей, а осенью - только у лошадей. Весной, по сравнению с осенью, установлена отчётливая тенденция к более высокому относительному количеству нейтрофилов крови, обладавших кислородозависимой микроби-цидностью (достоверно значимая в стимулированных условиях у козлов) и более высокой интенсивности оксидазной активности нейтрофилов (достоверно значимой в стимулированных условиях у козлов и лошадей). Кислородонезависимая активность нейтрофилов крови у животных всех групп весной и осенью существенно не различалась с тенденцией к повышению у козлов и снижению у овец и лошадей осенью по сравнению с весной.
Ключевые слова: животные, кровь, микробицидность нейтрофилов, сезон года.
MICROBICIDAL ACTIVITY OF ANIMAL BLOOD NEUTROPHILS DEPENDING ON THE SEASON OF THE YEAR
KRAPIVINA E.V.,
Doctor of Biol. sciences, professor, FSBEI HE Bryansk SAU, e-mail: Krapivina_e_v@mail.ru. IVANOV D.V.,
Candidate of Biol. Sciences, FSBEI HE Bryansk SAU. MENKOVA A.A.,
Doctor of Biol. sciences, professor, FSBEI HE Bryansk SAU.
Essay. The object of the study was the animals of the physiological yard of the Bryansk State Agrarian University (goats and sheep) and the horses of the educational and sports stable of the Bryansk SAU. In order to study the microbicidal activity of blood neutrophils of these animals depending on the season of the year, 3 groups of 3 animals each were formed. In group 1 there were goats of the Russian breed of 3-4 years of age. Group 2 included sheep of the Romanov breed 3-4 years old. In group 3 there were horses of the Trakehner breed 6-7 years old. Blood for the study was taken in the morning before feeding from the jugular vein in May and October. The animals were kept in the conditions corresponding to veterinary and zoohygienic require-
ments, received a household ration in accordance with generally accepted standards. The absolute number of leukocytes, including neutrophils, the relative number of blood neutrophils with oxygen-dependent microbicidal activity, as well as the intensity of this process in spring and autumn under basal and zymosan-stimulated conditions were determined in blood samples. As a result of the experiment, it was found that the adaptive reserve of the relative number of blood neutrophils with oxygen-dependent microbicidal activity was only in spring and only in goats. The adaptive reserve of the intensity of oxidase activity of neutrophils was found in goats and horses in spring, and only in horses in autumn. In spring, compared with autumn, a clear trend was established towards a higher relative number of blood neutrophils with oxygen-dependent microbicidal activity (reliably significant under stimulated conditions in goats) and a higher intensity of neutrophil oxidase activity (reliably significant under stimulated conditions in goats and horses). The oxygen-independent activity of blood neutro-phils in animals of all groups in spring and autumn did not differ significantly, with a tendency to increase in goats and decrease in sheep and horses in autumn compared to spring.
Keywords: animals, blood, microbicidal activity of neutrophils, season of the year.
Введение. В исследовании установлены существенные изменения в активности отдельных физиологических процессов и параметров гомеостаза у животных в различные сезоны года [1]. Несмотря на то, что козы и овцы относятся к мелкому рогатому скоту, у них были обнаружены серьёзные видовые отличия по многим показателям, характеризующим гомеостаз [2]. Большое значение в физиологическом состоянии организма животных имеет и их порода [3, 4].
Нейтрофильные гранулоциты образуют первую линию защиты организма от вторжения патогенов и повреждения тканей. Они быстро попадают из крови в пораженные участки, где используют большой арсенал эффекторов для уничтожения вторгшихся микробов и поврежденных клеток [5]. Фагоцитоз представляет собой специализированную форму эндоцитоза, при которой крупные клетки и частицы (>0,5мкм) поглощаются фагоцитирующими клетками и в конечном итоге деградируют в фаголизосомах. Этот процесс не только устраняет нежелательные частицы и патогены из внеклеточных источников, но также устраняет апоптотические клетки в организме и имеет решающее значение для поддержания гомеостаза [6]. Суть процесса не ограничивается поглощением чужеродного материала, но и его деструкцией, которая осуществляется как кислородозависимыми (оксидазными) ферментными системами, так и кислородонезависимыми механизмами, в частности, катионными белками. При этом отдельные физиологические процессы у разных видов животных могут неодинаково меняться в различные сезоны года.
Целью эксперимента было установление особенностей микробицидности нейтрофилов крови разных видов животных в зависимости от сезона года.
Материалы и методика исследований. Для
решения поставленной задачи был проведен эксперимент на животных физиологического двора Брянского ГАУ (козлы и овцы) и лошадях учебно-спортивной конюшни Брянского ГАУ, для чего были сформированы 3 группы по 3 животных в каждой. В 1 группе были козлы русской породы 3-
4-летнего возраста. Во 2 группе были овцы романовской породы 3-4-летнего возраста. В 3 группе были лошади тракененской породы 6-7-летнего возраста. Кровь для исследования брали утром до кормления из ярёмной вены весной и осенью (в мае и октябре). Животные содержались в соответствующих ветеринарно-зоогигиеническим требованиям условиях, получали хозяйственный рацион в соответствии с общепринятыми нормами [7].
Показатели гемограммы подсчитывали в центре коллективного пользования научным оборудованием при ФГБОУ ВО Брянский ГАУ с использованием геманализатора «Abacus junior vet 5» и визуальным методом при помощи микроскопиро-вания окрашенных мазков крови (по 300-400 клеток в мазке, окрашенным по Романовскому-Гимза) одних и тех же образов крови.
Функционально-метаболическую активность нейтрофилов оценивали по результатам реакции восстановления нитросинего тетразолия в НСТ-позитивных нейтрофилах (+НСТ, %) [8]. Индекс активации нейтрофилов (ИАН) вычисляли согласно инструкции "Реакомплекс" по использованию НСТ-тест набора. Активность оксидазных систем нейтрофилов (+НСТ, %, ИАН) оценивали в стимулированных (стим.) условиях - после внесения в пробы крови зимозана, что моделирует условия бактериального заражения и характеризует адаптационные резервы кислородозависимой микро-бицидной способности нейтрофильных грануло-цитов [9]. Кислородонезависимую микробицид-ность нейтрофилов периферической крови оценивали по содержанию в них катионных белков по методу В.И. Жибинова (1983) [10], рассчитывая средний цитохимический коэффициент (СЦК) по формуле, предложенной Н.А. Макаревичем (1988) [11].
Полученные цифровые данные обработаны методом вариационной статистики. Для выявления статистически значимых различий использован критерий Стьюдента по Н.А. Плохинскому [12]. Результаты считали достоверными начиная со значения р<0,05. В качестве значений физиологической нормы принимали интервалы соответствующих показателей, приведенные в литературе
[11, 13] и в бланке результатов гематологического анализатора.
Результаты исследований и их обсуждение.
Абсолютное количество лейкоцитов крови (лейкоциты, Г/л) у животных всех групп, как весной, так и осенью соответствовало нормативным значениям без достоверно значимых различий в связи с высокими индивидуальными значениями этого показателя (таблица 1). При этом отмечена тенденция к снижению числа лейкоцитов осенью по сравнению с весной в крови (в пределах нормативных значений) у козлов на 23,41% и к повышению в крови у овец (на 22,62%) и лошадей (на 1,20%).
Тенденция к снижению числа лейкоцитов осенью, по сравнению с весной (у козлов), может быть связана как со снижением активности защитных систем организма, так и с достаточностью клеток этого типа в связи с благополучным состоянием организмов животных. Тенденция к повышению числа лейкоцитов осенью по сравнению с весной (у овец и лошадей), может быть связана с повышенной потребностью организма в этих клетках для защиты.
Абсолютное количество нейтрофилов крови (Нейтрофилы, Г/л) у животных всех групп, как
весной, так и осенью соответствовало нормативным значениям без достоверно значимых различий в связи с высокими колебаниями индивидуальных значений этого показателя. При этом, осенью по сравнению с весной, отмечена тенденция к снижению числа нейтрофилов в крови у козлов на 17,02% и у лошадей (на 9,30%), а также к повышению числа этих клеток в крови у овец (на 24,83%), что указывает на тенденцию к завершению патологических процессов в организме у козлов и лошадей и их незавершённость в организме у овец.
Относительное количество нейтрофилов крови, проявляющих оксидазную активность в ба-зальных условиях (НСТбаз.,%) весной было несколько выше нормативных значений, что указывает на наличие в организме животных всех групп чужеродного материала. Осенью, по сравнению с весной, отмечена тенденция к снижению числа нейтрофилов крови, проявляющих оксидазную активность в базальных условиях у животных 1, 2 и 3 групп на 6,74, 46,57 и 23,77% соответственно, до нормативных значений, что, видимо, связано со снижением содержания чужеродного материала в организме животных этих групп.
Таблица 1 - Микробицидность нейтрофилов крови животных в зависимости от сезона года
Показатель Группы весна осень
Лейкоциты, Г/л 1, п=3 11,19±2,43 8,57±3,42
2, п=3 8,30±0,82 10,18± 1,13
3, п=3 7,52±0,42 7,61±0,55
Нейтрофилы, Г/л 1, п=3 7,11±1,87 5,99±3,60
2, п=3 2,86±1,06 3,57±0,87
3, п=3 4,92±0,22 4,10±0,69
НСТбаз.,% 1, п=3 14,83±1,92 13,83±3,59
2, п=3 24,33±1,20 11,33±4,87
3, п=3 16,83±3,28 12,83±3,35
НСТстим., % 1, п=3 29,00±0,58Ф 19,83±1,64*
2, п=3 18,83±3,09 20,33±2,19
3, п=3 32,00±4,91 22,83±2,46
АНСТ, % 1, п=3 17,5±5,75 6,00±2,02
2, п=3 -5,50±3,37 9,00±7,01
3, п=3 4,00±10,12 10,00±5,57
ИАНбаз., у.е. 1, п=3 0,19±0,03 0,16±0,04
2, п=3 0,32±0,01 0,14±0,07
3, п=3 0,21±0,05 0,14±0,03
ИАНстим., у.е. 1, п=3 0,46±0,05Ф 0,21±0,05*
2, п=3 0,27±0,05 0,28±0,04
3, п=3 0,42±0,02Ф 0,29±0,02*Ф
АИАН, у.е. 1, п=3 0,27±0,08 0,07±0,03
2, п=3 -0,05±0,05 0,14±0,10
3, п=3 0,20±0,04 0,12±0,06
СЦК, у.е. 1, п=3 1,68±0,22 1,74±0,09
2, п=3 1,84±0,02 1,50±0,15
3, п=3 2,06±0,06 2,03±0,08
Примечание: * - р <0,05 осенью по сравнению с весной, ◊ - р <0,05, достоверно в стимулированном состоянии по отношению к базальному уровню.
Весной отмечена тенденция к более высокому значению относительного количества нейтрофилов крови, проявлявщих оксидазную активность в стимулированных условиях (НСТстим.,%) по сравнению с базальными условиями, в крови у лошадей на 90,14% и достоверно значимое повышение числа таких клеток на 95,55% в крови у козлов, что указывает на наличие адаптационного резерва оксидазной активности нейтрофилов крови у этих животных. В крови у овец, напротив, весной отмечена тенденция к снижению числа таких клеток в стимулированных зимозаном условиях (на 22,61%), по сравнению с базальными, что обусловлено снижением активности оксидазных систем нейтрофилов под давлением внесенного в пробы крови зимозана (чужеродного материала), то есть у нейтрофилов крови овец имелось «запредельное торможение» кислородозависимой ферментной активности нейтрофилов.
Осенью, по сравнению с весной, отмечена тенденция к снижению относительного количества нейтрофилов крови, проявляющих оксидазную активность в стимулированных условиях в крови у лошадей на 28,66% и достоверно значимое снижение числа таких клеток на 31,62% в крови у козлов, что указывает на снижение адаптационного резерва кислородозависимой микробицидности нейтрофилов крови у этих животных осенью по сравнению с весной. В крови у овец в этот период, напротив, отмечена слабая тенденция к повышению (на 7,97%) числа нейтрофилов, проявляющих оксидазную активность после внесения в пробы крови зимозана. При этом у животных 1, 2 и 3 групп установлена тенденция к повышению относительного количества нейтрофилов крови, проявляющих оксидазную активность в стимулированных условиях, по сравнению с базальными на 43,38, 79,44 и 77,94% соответственно, главным образом, за счёт снижения числа нейтрофилов крови, проявляющих оксидазную активность в базальных условиях, что указывает на снижение содержания чужеродного материала в организме животных этих групп осенью, по сравнению с весной.
Таким образом, состояние организма у животных всех групп было более благополучным осенью по сравнению с весной, на что указывает оптимизация числа нейтрофилов крови, проявляющих оксидазную активность в базальных условиях. Однако достоверно значимый адаптационный резерв числа нейтрофилов крови, обладавших ки-слородозависимой микробицидностью, выявлен только весной у козлов.
Индекс активации нейтрофилов крови (ИАН-баз., у.е.), характеризующий интенсивность ки-слородозависимой микробицидности, в базальных условиях весной у животных всех групп не имел существенных межгрупповых различий, но превышал нормативные значения, что указывает на наличие в организме животных всех групп чуже-
родного материала. Осенью, по сравнению с весной у животных 1, 2 и 3 групп, отмечена тенденция к снижению индекса активации нейтрофилов в базальных условиях на 15,79, 56,25 и 33,33%, что подтверждает снижение антигенной нагрузки на организм животных всех групп в этот период. При этом степень снижения интенсивности выражена в большей степени, чем степень снижения числа нейтрофилов, проявлявших оксидазную активность в базальных условиях в крови у животных всех трёх групп,
Индекс активации нейтрофилов крови (ИАН-стим., у.е.), характеризующий интенсивность ки-слородозависимой микробицидности в стимулированных зимозаном условиях, весной у животных всех групп не имел существенных межгрупповых различий, не превышал нормативные значения, а у козлов и лошадей был достоверно выше (на 142,11 и 100,00% соответственно), чем в ба-зальных условиях, что указывает на наличие в организме этих животных адаптационного резерва интенсивности оксидазной активности нейтрофи-лов, и отсутствие этого резерва у овец. Осенью, по сравнению с весной, индекс активации нейтрофи-лов крови в стимулированных зимозаном условиях у овец практически не изменился, а у козлов и лошадей достоверно снизился (на 54,35 и 30,95% соответственно), что, видимо, связано со снижением активности защитных механизмов кислоро-дозависимой микробицидности осенью по сравнению с весной. При этом осенью по сравнению с весной, несмотря на менее высокие значения, как в базальных, так и в стимулированных условиях у лошадей установлен адаптационный резерв интенсивности оксидазной активности нейтрофилов.
Таким образом, весной по сравнению с осенью отмечена тенденция к более высокой интенсивности кислородозависимой микробицидности ней-трофилов крови у животных всех групп в базаль-ных условиях и достоверно более высокое значение этого показателя в стимулированных условиях по сравнению с базальными условиями у козлов и лошадей. Адаптационный резерв интенсивности оксидазной активности нейтрофилов весной установлен у козлов и лошадей, а осенью - только у лошадей.
Содержание катионных белков в нейтрофилах крови у животных всех групп было несколько выше нормативных значений, особенно у лошадей, что указывает на высокую кислородонезависимую активность этих клеток и полноценное белковое кормление животных. Осенью, по сравнению с весной, отмечена тенденция к снижению уровня катионных белков в нейтрофилах крови овец и лошадей (на 18,48 и 1,46% соответственно) и к повышению содержания этих белков в нейтрофилах крови козлов на 3,57%, что, однако, не выходит за пределы нормативных значений.
Выводы: 1. Адаптационный резерв относительного количества нейтрофилов крови, обла-
давших кислородозависимой микробицидностью, был выявлен только весной и только у козлов.
2. Адаптационный резерв интенсивности окси-дазной активности нейтрофилов весной установлен у козлов и лошадей, а осенью - только у лошадей.
3. Весной, по сравнению с осенью, установлена отчётливая тенденция к более высокому относительному количеству нейтрофилов крови, обладавших кислородозависимой микробицидностью (достоверно значимая в стимулированных услови-
ях у козлов) и более высокой интенсивности окси-дазной активности нейтрофилов (достоверно значимой в стимулированных условиях у козлов и лошадей).
4. Кислородонезависимая активность нейтро-филов крови у животных всех групп весной и осенью существенно не различалась с тенденцией к повышению у козлов и снижению у овец и лошадей осенью по сравнению с весной.
Список использованных источников
1. Alves P.C., Santos N. Sex and age-specific hematology and biochemistry reference intervals of live Iberian hares (Lepus granatensis) and comparison with postmortem sampling // Journal of Wildlife Diseases. - 2021. - Volume 57. - Release 1. - P.178-183.
2. Wilkens M.R., Breves G., Schröder B. A. Goat is not a sheep: Physiological similarities and differences observed in two ruminant species facing a challenge of calcium homeostatic mechanisms // Animal Production Science. - 2014. - Volume 54. - Release 9. - P.1507-1511.
3. Еременко В.И., Сидоров А.Е., Стасенкова Ю.В. Активность трансаминаз в крови нетелей разных пород // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. - 2022. - № 2. - С. 82-87.
4. Еременко В.И., Сидоров А.Е., Скобелев В.С. Динамика кортизола в крови нетелей разных пород // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. - 2022. - № 3. - С. 73-77.
5. Othman Amira, Meriem Sekhri, G. Janos Files Rules of neutrophil granule proteins in orchestrating inflammation and immunity // FEBS Journal. - July 2022. - Volume 289. - Release 14. - P. 3932-3953.
6. https://www.researchgate.net/publication/362018408_Multifunctional_role_of_the_ubiquitin_proteasome _pathway_in_phagocytosis. (дата обращения 17.01.2023)
7. Нормы и рационы кормления сельскохозяйственных животных: справ. пособие / под ред. А.П. Калашникова, В.И. Фисинина, В.В. Щеглова, Н.И. Клейменова. - 3е изд. перераб и доп. - М.: Агропромиз-дат, 2003. - 456 с.
8. Шубич М.Г., Медникова В.Г. НСТ-тест у детей в норме и при гнойно-бактериальных инфекциях // Лаб. дело. - 1978. - № 1. - С. 663-666.
9. Хаитов Р.Б., Пинегин Б.В., Истамов Х.И. Экологическая иммунология. - М.: ВНИРО, 1995. - 219 с.
10. Жибинов В.И. Применение лизосомально-катионного теста // Ветеринария. - 1983. - № 8. - С. 3031.
11. Макаревич Н.А. Лизосомально-катионный тест для оценки уровня резистентности организма крупного рогатого скота // Ветеринария. - 1988. - № 5. - С. 26-28.
12. Плохинский Н.А. Биометрия. - Новосибирск: Изд-во Сибирского отделения АН СССР, 1961. -362 с.
13. Определение естественной резистентности и обмена веществ у сельскохозяйственных животных / В.Е. Чумаченко, А.М. Высоцкий, Н.А. Сердюк, В.В. Чумаченко. - Киев: Урожай, 1990. - 136 с.
Spisok ispolzovannyx istochnikov
1. Alves P.C., Santos N. Sex and age-specific hematology and biochemistry reference intervals of live Iberian hares (Lepus granatensis) and comparison with postmortem sampling // Journal of Wildlife Diseases. -2021. - Volume 57. - Release 1. - P.178-183.
2. Wilkens M.R., Breves G., Schröder B. A. Goat is not a sheep: Physiological similarities and differences observed in two ruminant species facing a challenge of calcium homeostatic mechanisms // Animal Production Science. - 2014. - Volume 54. - Release 9. - P.1507-1511.
3. Eremenko V.I., Sidorov A.E., Stasenkova Yu.V. Aktivnost' transaminaz v krovi nete-lej razny'x porod // Vestnik Kurskoj gosudarstvennoj sel'skoxozyajstvennoj akademii. - 2022. - № 2. - S. 82-87.
4. Eremenko V.I., Sidorov A.E., Skobelev V.S. Dinamika kortizola v krovi netelej razny'x porod // Vestnik Kurskoj gosudarstvennoj sel'skoxozyajstvennoj akademii. - 2022. - № 3. - S. 73-77.
5. Othman Amira, Meriem Sekhri, G. Janos Files Rules of neutrophil granule proteins in orchestrating inflammation and immunity // FEBS Journal. - July 2022. - Volume 289. - Release 14. - P. 3932-3953.
6.https://www.researchgate.net/publication/362018408_Multifunctional_role_of_the_ubiquitin_proteasome _pathway_in_phagocytosis. (data obrashheniya 17.01.2023)
7. Normy' i raciony' kormleniya sel'skoxozyajstvenny'x zhivotny'x: sprav. posobie / pod red. A.P. Kalashnikova, V.I. Fisinina, V.V. Shheglova, N.I. Klejmenova. - 3e izd. pererab i dop. - M.: Agropromizdat, 2003. - 456 s.
8. Shubich M.G., Mednikova V.G. NST-test u detej v norme i pri gnojno-bakterial'ny'x infekciyax // Lab. delo. - 1978. - № 1. - S. 663-666.
9. Xaitov R.B., Pinegin B.V., Istamov X.I. E'kologicheskaya immunologiya. - M.: VNIRO, 1995. - 219 s.
10. Zhibinov V.I. Primenenie lizosomaFno-kationnogo testa // Veterinariya. - 1983. - № 8. - S. 30-31.
11. Makarevich N.A. Lizosomalno-kationnyj test dlya ocenki urovnya rezistentnosti organizma krupnogo rogatogo skota // Veterinariya. - 1988. - № 5. - S. 26-28.
12. Ploxinskij N.A. Biometriya. - Novosibirsk: Izd-vo Sibirskogo otdeleniya AN SSSR, 1961. - 362 s.
13. Opredelenie estestvennoj rezistentnosti i obmena veshhestv u seFskoxozyajstvenny'x zhivotnyx / V.E. Chumachenko, A.M. Vy'soczkij, N.A. Serdyuk, V.V. Chumachenko. - Kiev: Urozhaj, 1990. - 136 s.
