CC BY
95
Общая биология
Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского, 2011, № 2 (2), с. 94-97
УДК 591.111.1+597.851
НАРУШЕНИЯ ЛЕЙКОЦИТАРНОЙ ФОРМУЛЫ КРОВИ ОЗЁРНОЙ ЛЯГУШКИ САРАТОВСКОГО ВОДОХРАНИЛИЩА
© 2011 г. О.В. Минеева, А.К. Минеев
Институт экологии Волжского бассейна РАН, г. Тольятти
кзика1а@таі1. ги
Поступила в редакцию 29.03.2011
Изучены особенности лейкоцитарной формулы крови озёрной лягушки из р. Студёнка Саратовского водохранилища. Установлено, что наиболее значительными сдвигами в процентном содержании отличаются эозинофилы и лимфоциты (по сравнению с условным контролем). Произведён расчёт индекса сдвига лейкоцитов; его величина у большинства исследованных животных превышает условную норму.
Ключевые слова: озёрная лягушка, лейкоцитарная формула, индекс сдвига лейкоцитов.
Введение
В последние десятилетия усиливается интерес к изучению влияния различных загрязнителей окружающей среды на физиологическое состояние животных. Многообразие функций крови - одной из дифференцированных и реактивных тканей - поставило её в ряд ценных индикаторов. У амфибий и рыб изменения этой жидкой ткани могут служить примером высокоспециализированных механизмов адаптации к условиям водной среды. В свою очередь, по гематологическим показателям животных можно судить о состоянии водоёма и прилегающих к нему земель [1].
В развитии защитных реакций организма основную роль играют лейкоциты, и изменение лейкоцитарной формулы крови может служить показателем экологического загрязнения [2-5].
В системе комплексного биологического мониторинга водных экосистем всё чаще используются земноводные [4-10]. Вследствие особенностей жизненного цикла со сменой среды обитания, повышенной проницаемости голой кожи земноводные подвергаются более длительному и более интенсивному воздействию негативных факторов окружающей среды [11]. Поскольку земноводные, в частности представители рода Яапа, характеризуются вполне развитий кроветворной и иммунной системами [12, 13], различные параметры этих систем могут отражать любые функциональные изменения, происходящие в процессе жизнедеятельности животного [9].
Цель работы - изучение особенностей лейкоцитарной формулы периферической крови озёрной лягушки из р. Студёнка.
Материал и методы
Отлов амфибий осуществляли в акватории Мордовинской поймы Саратовского водохранилища (р. Студёнка) в период с апреля по октябрь 2008 г. Мазки крови фиксировали этанолом, затем окрашивали по методу Романовско-го-Гимза. Всего изготовлено 68 препаратов периферической крови озёрной лягушки, на каждом из которых вели дифференциальный подсчёт лейкоцитов среди 400 ядросодержащих клеток. Статистическая обработка данных осуществлялась общепринятыми методами [14].
Результаты и их обсуждение
Воды Саратовского водохранилища постоянно содержат различного рода загрязнители. Характерными загрязняющими веществами являются соединения меди, фенолы по химическому потреблению кислорода (ХПК). Вода оценивается как «очень загрязнённая» 3«б» класса качества [15]. Акватория Мордовинской поймы Саратовского водохранилища испытывает непосредственное влияние вод р. Чапаевка. Вода водохранилища в месте впадения этой реки оценивается как «загрязнённая» 3«а» класса качества. Характерными загрязняющими веществами являются соединения меди и марганца - трудноокисляемые органические вещества по ХПК и по биологическому потреблению
Таблица
Лейкоцитарная формула периферической крови озерной лягушки из р. Студёнка
Параметры Лейкограмма периферической крови озёрной лягушки
нейтрофилы эозинофилы базофилы моноциты лимфоциты
Min-max значения 0-64.07 0-77.66 0-50.94 0-1.22 3.19-95.13
Среднее значение 18.79 19.29 4.52 0.06 57.21
Условная норма [5] 17.11±1.47 7.22±0.89 3.33±0.16 1.11 ±0. 19 70.89±1.33
ИСЛ >0.50 0.3$<ИСЛ<0.50 0Л9<ИСЛ<0.38 ИСЛ <0.19
0 10 20 30 40 50 60 т0 80
Встречаемость. %
Рис. 1. Встречаемость особей озёрной лягушки с различным уровнем индекса сдвига лейкоцитов
кислорода (БПК5). Несмотря на то, что в последние годы наблюдается некоторое снижение средних концентраций поллютантов в воде (соединений марганца до 6 ПДК, соединений меди до 3 ПДК, азота нитритного до 2 ПДК, фенолов до 2 ПДК, азота аммонийного и сульфатов до 1.2 ПДК), уровень загрязнения воды Саратовского водохранилища в исследованном районе остаётся высоким [15].
В результате более ранних исследований [4,
5, 9] установлены показатели лейкоцитарной формулы крови амфибий, обитающих в условно чистых водоёмах.
Наши исследования показали, что лейко-грамма озёрной лягушки из р. Студёнка (Саратовское водохранилище) отличается определенными отклонениями от условной нормы (таблица).
По нашим данным, среднее содержание нейтрофилов, базофилов и моноцитов в кровяном русле амфибий исследуемого водоёма сопоставимо с условным контролем. Однако необходимо отметить, что у отдельных особей наблюдается нейтрофилёз и базофилия (доля нейтрофилов и базофилов в крови достигает 64.07% и 50.94% соответственно). В то же время у некоторого количества животных регистрировалась резкая нейтропения, моноцитопения и базоцитопения (встречаемость клеток данного типа равна нулю) (таблица).
Вместе с тем в лейкограммах озёрной лягушки из р. Студёнка отмечено снижение числа лимфоцитов в 1.24 раза и возрастание числа эозинофилов более чем в 2 раза по сравнению с условной нормой (таблица).
В литературе описаны подобные сдвиги лей-кограммы (лимфоцитопения и эозинофилия) на фоне лейкоцитоза [4, 7, 16]. Снижение числа лимфоцитов и возрастание доли эозинофилов считают типичной стрессовой реакцией земноводных в условиях действия комплекса неблагоприятных факторов, в том числе различных загрязнителей (солей тяжелых металлов, пестицидов) [17, 18].
В качестве показателя, в некоторой степени подтверждающего неблагополучие исследованных животных, часто используют индекс сдвига лейкоцитов (ИСЛ) [1, 19], под которым понимают соотношение гранулоцитов и агранулоци-тов.
На рис. 1 представлены данные, характеризующие встречаемость особей озёрной лягушки из р. Студёнка с разным уровнем индекса сдвига лейкоцитов. Условно нормальное значение ИСЛ, равное 0.19-0.38, рассчитано нами на основании ранее полученных данных по лейко-грамме животных из условно чистого водоёма [5].
Нами обнаружено, что лишь 14.52% обследованных амфибий (9 экз.) из р. Студёнка
Базофшшя Нентрофилёз
Эозпнофгешя
О 10 20 30 40 50 60
Встречаемость.0 о
Рис. 2. Встречаемость эозинофилии, нейтрофилёза и базофилии у озёрных лягушек с повышенным уровнем индекса сдвига лейкоцитов
имели величину ИСЛ, соответствующую условной норме (0.19-0.38), то есть являлись здоровыми по данному показателю. Основная доля животных (83.87%, 52 экз.) имела повышенное значение индекса сдвига лейкоцитов (более 0.39), причём у 74.19% (46 экз.) лягушек данный показатель соответствовал патологическим значениям (более 0.50). У 1 животного (1.61%) отмечено пониженное значение величины ИСЛ (менее 0.19) (рис. 1).
Наличие в популяции такого количества особей с гематологическими показателями, отличными от нормы (особенно на уровне патологии), свидетельствует о хроническом антропогенном стрессе в результате постоянного воздействия комплекса негативных факторов среды (в том числе токсического воздействия загрязняющих веществ). В литературе [1] показано, что сдвигом влево (понижение ИСЛ) называется повышение относительного содержания незрелых нейтрофильных клеток в периферической крови; это один из признаков кумулятивного токсикоза. Увеличение ИСЛ выше допустимого может являться следствием как нейтрофилёза и эозинофилии, так и лимфопе-нии. В обоих случаях это неблагоприятный признак, который свидетельствует о хроническом стрессе у животных [20].
Нами обнаружено, что среди амфибий с повышенным уровнем ИСЛ более половины особей (53.85%, 28 экз.) больны эозинофилией, у 23 озёрных лягушек (44.23%) обнаружен нейтрофилёз, у 1 животного (1.92%) зарегистрирована базофилия (рис. 2).
Нейтрофилёз характерен для патологических процессов, главным образом инфекционных и нагноительных [21]. Этот тип реакции организма рассматривается в качестве адаптационного механизма, повышающего защитную функцию
крови [4]. Изменение числа эозинофилов также является одним из проявлений воздействия токсикантов. У озёрной лягушки из р. Студёнка эозинофилия сопровождалась как признаками лимфоцитопении, так и лимфоцитоза.
В подтверждение существования воспалительного процесса обнаруживаются различные патологические изменения клеток красной крови [10]. Всего нами обнаружено 15 видов нарушений морфологии эритроцитов, встречаемость которых различна. Необходимо отметить, что в условиях Саратовского водохранилища лишь у 5.88% озёрных лягушек эритроциты не имели патологий. При этом у животных могло наблюдаться несколько патологических изменений клеток крови сразу (до четырёх).
Такие значительные отклонения в морфологии клеток эритроидного ряда свидетельствуют о высоком уровне влияния неблагоприятных факторов (в том числе и загрязняющих веществ) на организм амфибий.
Схожие данные по нарушениям клеток красной и белой крови получены нами и для рыб исследуемого водоёма [19].
Заключение
Анализ лейкограммы периферической крови озёрной лягушки р. Студёнка показал, что по сравнению с условным контролем наиболее значительными сдвигами в процентном содержании характеризуются эозинофилы и лимфоциты.
При оценке влияния средового стресса на лейкоцитарный состав крови весьма информативным показателем является индекс сдвига лейкоцитов. У подавляющего большинства исследованных животных величина ИСЛ сильно завышена, достигая уровня патологии.
Выявленные изменения лейкограмм земноводных обусловлены, очевидно, гемотоксичным действием приоритетных загрязнителей водоёма и могут свидетельствовать о степени загрязненности экосистемы.
В целом характер выявленных морфологических изменений в периферической крови амфибий позволяет считать их следствием компенсаторно-приспособительных реакций животных на воздействие факторов окружающей среды, как было показано в многочисленных публикациях [4, 5, 9].
Список литературы
1. Житенёва Л.Д., Рудницкая О.А., Калюжная Т.И. Эколого-гематологические характеристики некоторых видов рыб. Справочник. Ростов н/Д: Аз-НИИРХ, 1997. 149 с.
2. Чернышова Э.В., Старостин В.И. Периферическая кровь лягушек рода Яапа - тест-система для оценки окружающей среды // Изв. РАН. Сер. биол. 1994. № 4. С. 656-660.
3. Лобода Е.И. Морфологические и цитохимические особенности клеток белой крови у представителей некоторых видов холоднокровных позвоночных // Вестник зоологии. 1998. Т. 32. № 3. С. 54-57.
4. Пескова Т.Ю. Адаптационная изменчивость земноводных в антропогенно загрязнённой среде. Дис. ... д-ра биол. наук. Тольятти: ИЭВБ РАН, 2004. 284 с.
5. Романова Е.Б. Гематологические аспекты механизмов адаптации природных популяций зелёных лягушек в условиях антропогенного средового стресса // В сб. научных трудов: Актуальные проблемы герпетологии и токсинологии. Тольятти, 2005. Вып 8. С. 169-176.
6. Тарасенко С.Н. Гематологические аспекты адаптации озёрной лягушки к экстремальным условиям промышленного загрязнения среды // В сб.: Вопросы герпетологии. Л., 1981. С. 129-130.
7. Жукова Т.И. Изменения гематологических показателей озёрной лягушки в связи с обитанием в водоёмах, загрязнённых пестицидами // Экология. 1987. № 2. С. 54-59.
8. Жукова Т.И., Фиц И.В. Сравнительная характеристика гематологических показателей озёрной лягушки, обитающей в водоёмах разной загрязнённости // Матер. межреспубликанской научн. -практич.
конф. «Актуальные вопросы экологии и охраны природы экосистем южных и центральных регионов России». Краснодар, 1996. С. 160-162.
9. Силс Е.А. Сравнительный анализ гематологических показателей остромордой (Rana arvalis, Nilsson, 1842) и озёрной (Rana ridibunda, Pallas, 1771) лягушек городских популяций // Вестник ОГУ. 2008. № 10 (92). С. 230-235.
10. Минеева О.В., Минеев А.К. Нарушения морфологии эритроцитов периферической крови озерной лягушки Rana ridibunda Pallas // Вестник ННГУ. 2010. № 2 (2). С. 664-667.
11. Леонтьева О.А., Семёнов Д.В. Земноводные как биоиндикаторы антропогенных изменений среды // Успехи совр. биол. 1997. Т. 117. № 6. С. 726-736.
12. Cooper E.L. Immunity mechanisms // In: Physiology of the amphibian / Ed. B. Lofts. N.Y.: Academic Press, Inc, 1976. V. 3. P. 163-272.
13. Manning M.I., Horton J.D. RES structure and function of the Amphibia // In: The Reticuloendothelial system: a Comprehensive Treatise / Eds. N. Cohen, M.M. Siegel. N.Y.-L.: Plenum Press, 1982. V. 3. 393 p.
14. Лакин Г.Ф. Биометрия. М.: Высшая школа, 1990. 352 с.
15. Государственный доклад о состоянии окружающей среды и природных ресурсов в Самарской области в 2007 году. Самара: Министерство природопользования лесного хозяйства и окружающей среды Самарской обл., 2008. Вып. 18. 314 с.
16. Косарева Н.А., Васюков И.Л. Влияние антропогенных факторов на земноводных Волго-Ахтубинской поймы // В сб.: Антропогенные воздействия на природные комплексы и экосистемы. Волгоград, 1976. С. 84-93.
17. Szubartowska E. Changes in the blood of the frog (Rana temporaria) after different doses of ekatin // Ann. UMCS. 1990. V. 45. P. 67-78.
18. Moran J.L., Bennett M.F., Rigm F. The effects of a low frequency electromagnetic force on the distribution of leukocytes in red spotted newts, Notophthalmus viridescence // Amer. Zool. 1992. V. 31. № 5. P. 59-60.
19. Минеев А.К. Морфологический анализ и патологические изменения структуры клеток крови у рыб Саратовского водохранилища // Вопр. ихтиол. 2007. № 1. С. 93-100.
20. Гаркави Л.Х., Квакина Е.Б., Уколова М.А. Адаптационные реакции на резистентность организма. Ростов н/Д: АзНИИРХ, 1977. 224 с.
21. Любина А.Я., Ильичёва Л.П., Катасонова Т.В., Петросова С.А. Клинические лабораторные исследования. М.: Медицина, 1984. 288 с.
DISORDERS OF BLOOD LEUKOCYTE FORMULA IN THE LAKE FROG OF THE SARATOV RESERVOIR
O.V. Mineeva, A.K. Mineev
The features of the blood leukocyte formula in the lake frog from the Studenka river (the Saratov Reservoir) have been studied. Eosinophils and lymphocytes have been found to have significant percentage shifts (as compared to conventional control). The calculation of the leukocyte shift index (LSI) has been made; its value exceeds the conventional norm for the most animals studied.
Keywords: lake frog, leukocyte formula, leukocyte shift index.
