CC BY
103
УДК 597-13: 597-14
И. Н. Лепилина, А. А. Романов, Н. Н. Федорова*
Каспийский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства Астраханский государственный технический университет
НЕКОТОРЫЕ ГЕМАТОЛОГИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ СТЕРЛЯДИ В РЕЧНОЙ И МОРСКОЙ ПЕРИОДЫ ЖИЗНИ
Среди методов оценки физиологического состояния рыб важное место занимают гематологические показатели - кровь быстро и четко реагирует при воздействии различных факторов на организм. Амплитуда колебаний гематологических показателей у одного вида незначительна, что позволяет использовать их в качестве маркеров. Они не требуют больших выборок, и их можно проводить прижизненно. Стерлядь - пластичный вид, образующий несколько субпопуляций, обитающий как в пресной, так и солоноватой воде. В данной работе приведен сравнительный анализ гематологических показателей стерляди, обитающей в р. Волге и солоноватой зоне Северного Каспия.
Материал и методы исследований
Сбор биологического материала осуществлялся во время экспедиционных работ с 2000 по 2005 г. на участке р. Волги от с. Каменный Яр (средняя нерестовая зона) до с. Сероглазовка (нижняя нерестовая зона) и во время учетных траловых съемок в Каспийском море. Стерлядь отлавливали 4,5- и 9-метровыми тралами с научно-исследовательских судов, принадлежащих КаспНИРХ. Выловленная рыба подвергалась полному биологическому анализу [1]. Для определения возраста вырезали лучи грудных плавников [2]. Средние биологические показатели представлены в табл. 1.
Таблица 1
Биологические показатели стерляди
Показатель Место вылова
Река Волга Северный Каспий
Абсолютная длина, см 52,2 ± 2,3 57,6 ± 3,6
Масса, кг 0,63 ± 0,10 0,9 ± 0,2
Возраст, лет 5,7 ± 0,4 6,1 ± 0,7
Гематологический анализ проводили на живой рыбе. Кровь получали путем рассечения жаберных дуг. Мазки крови наносили на обезжиренное предметное стекло. После высыхания их фиксировали в смеси спирта с эфиром (1:1) в течение 5-7 минут. Лейкоцитарную формулу и процентный состав зрелых и незрелых клеток красной крови определяли по мазкам, окрашенным по методу Романовского - Гимза [3]. Всего проанализировано 265 экз. разновозрастных особей стерляди. Изготовлено 84 мазка крови.
Анализ мазков и серий гистологических срезов проводили под микроскопом МБИ-3, Olympus BX 40.
Результаты исследований
Показатели клеток красной крови стерляди в речной и морской периоды жизни. В периферической крови исследованных особей стерляди были обнаружены клетки эритроидного ряда: эритробласты, пронор-мобласты, базофильные, полихроматофильные, оксифильные нормобла-сты, зрелые эритроциты (табл. 2). Основная масса эритроидных клеток -зрелые эритроциты; количество бластных и молодых клеток варьировало в зависимости от возраста и среды обитания (море, река) от 0,2 до 14,2 %.
Таблица 2
Количество клеточных элементов эритроидного ряда периферической крови стерляди, %
Эритро- бласты Пронор- мобласты Базо- фильные нормо- бласты Полихро- мато- фильные нормо- бласты Окси- фильные нормо- бласты Эритро- циты
Река
1,0 5,2 0,8 7,6 14,2 71,2
Море
0,2 2,0 0,2 2,6 11,8 83,2
Среди стерляди разных возрастных групп, обитающих в р. Волге, у неполовозрелых особей интенсивность кроветворения выше, чем у особей с гонадами во II стадии зрелости. При переходе из II в III стадию в периферической крови уменьшается количество эритробластов и увеличивается содержание зрелых эритроцитов. Во время созревания половых продуктов эритропоэз усиливается.
Исследования мазков крови стерляди показали, что ортохромные (дефинитивные) эритроциты имели эллипсовидную форму, средние размеры - 9,6-12,8 мкм. Их удельный вес (от удельного веса всех эритроцитов) составил 71,2 % в реке и 83,2 % в море. Эти кровяные тельца были в нормальном состоянии ортохромазии. Молодые эритроциты отличались полихромазией и имели округлые очертания. Эритробласты в мазках найдены в единичных количествах - 0,2-1,0 %.
На основании анализов мазков стерляди можно говорить о наличии симптомов анемии у половозрелых особей. В данном случае анемия проявлялась в функциональной недостаточности части эритроцитов в силу снижения в них содержания гемоглобина, а в ряде случаев - появления патологичных форм эритроцитов. Среди клеток красной крови встречалась олигохромазия (бледная окраска эритроцитов), анизоцитоз (неодинаковые размеры эритроцитов), пойкилоцитоз (эритроциты различной формы), безъядерные эритроциты. Отмечена вакуолизация цитоплазмы, что может служить признаком нарушения внутриклеточного обмена.
Согласно исследованиям, наиболее высокие показатели красной крови отмечаются у молоди стерляди на первом году жизни в реке. Процесс эритропоэза стимулируется рядом гормонов, которые оказывают действие на основные виды обмена и процессы митоза клеток. У ряда неполо-
возрелых рыб в реке выявлено увеличение доли молодых эритроидных клеток на фоне сокращения общего количества эритроцитов, что является признаком снижения активности кроветворных органов. Группа рыб, обитающая в Северном Каспии, отличалась более высокими показателями зрелых эритроцитов. При переходе в соленую воду потребление кислорода организмом резко возрастает. Компенсировать его недостаток в организме можно за счет увеличения эритроцитарной массы. Известно, что цитоплазма эритроцита заполнена пигментом гемоглобином, способным связываться с кислородом и углекислым газом. Эти свойства гемоглобина обеспечивают эритроцитам выполнение их основной функции - газообмена.
Кроме того, при переходе рыбы в соленую воду увеличивается толщина эпителиального слоя жаберного эпителия за счет пролиферации хлоридных клеток. Процесс диффузии кислорода замедляется, вызывая тем самым гипоксию, стимулирующую выработку эритроцитов, показатели которых на 12,0 % были выше у рыб, выловленных в Северном Каспии. Возможно, в основе этих изменений лежат не только процессы, связанные с нагулом стерляди в море, но и генетические и фенетические различия, которые могут еще раз подтвердить мнение о полупроходной форме стерляди [4].
Показатели клеток белой крови стерляди в речной и морской периоды жизни. Лейкоциты стерляди представлены лимфоцитами, ней-трофилами, эозинофилами (табл. 3). Кровь стерляди, как и других представителей осетровых, имеет лимфоидный характер [5-6]. Доля лимфоцитов колеблется в пределах от 76,0 до 79,5 %. Большую часть составляют малые лимфоциты. Лимфобласты в периферической крови редки. На долю средних и больших лимфоцитов приходится не более 15,0 %.
Таблица 3
Количество клеточных элементов белой крови стерляди, %
Нейтрофилы Эозино- филы Лимфоци- ты
Миелоциты Метамие- лоциты Палочко- ядерные Сегменто- ядерные
Река
- 0,5 2,5 3,0 14,5 79,5
Море
0,5 2,5 3,0 5,5 12,5 76,0
Нейтрофилы представлены клетками разной степени дифференци-ровки: юные, палочкоядерные и сегментоядерные. Большинство клеток сегментоядерные (3,0-5,5 %). Абсолютное и относительное количество нейтрофилов у стерляди изменяется в зависимости от среды обитания. Эти клетки одними из первых оказываются в зараженной бактериями ткани, они всегда многочисленны в зоне воспаления. Их основная функция - выделение веществ, которые, во-первых, привлекают в зону воспаления другие клетки и, во-вторых, способствуют элиминации бактерий [7]. Кроме того, в очаге воспаления нейтрофилы проявляют слабую фагоцитарную активность. Таким образом, перераспределение клеток белой крови в сторону увеличения нейтрофильных гранулоцитов свидетельствует об актив-
ных процессах фагоцитоза (очаги воспаления и некроза в печени, почках, дегенеративные изменения в половых клетках) в организме стерляди. Образование и развитие нейтрофилов у рыб происходит в почке [8].
Кроме фагоцитарной активности, увеличению количества нейтро-филов способствует изменение солености воды. Лейкограмма стерляди, отловленной в море, отличается от лейкограммы стерляди, отловленной в реке, более высоким содержанием нейтрофилов (11,5 %) за счет снижения доли лимфоцитов. Эти данные свидетельствуют о пролиферации нейтрофилов у рыб в условиях повышенной солености среды. Отличия в количестве и составе лейкоцитов особей жилой и полупроходной форм лежат в основе физиологических процессов, связанных с переходом в морскую среду. Эти изменения, возможно, связаны с влиянием кортизола. Как известно, кортизол подавляет пролиферацию лимфоидных клеток, поэтому возрастает доля нейтрофилов [9].
Эозинофильные гранулоциты представляют собой округлые клетки с плотными ядрами, имеющими вогнутые края. Иногда ядра двухсегментные или многопластные. Эти клетки имеют четко выраженную и более крупную зернистость по сравнению с нейтрофилами, занимающую в клетках небольшое место. Структура цитоплазмы тонкосетчатая, светло-фиолетово-розового цвета. Повышенным содержанием эозинофилов (14,5 %) отличалась группа рыб, обитающая в пресной воде. Эозинофилы у рыб, как и у млекопитающих, обычно ассоциируются с повреждениями, вызванными многоклеточными паразитами, особенно гельминтами, заражению которыми речная стерлядь подвержена в большей степени. Есть данные, что они присутствуют в зоне воспалительной реакции [10], могут фагоцитировать комплекс антитела с антигеном [8]. Общеизвестна и фагоцитарная активность эозинофилов со специфической их локализацией в жаберном эпителии, пищеварительном тракте. Образуются эозинофилы рыб, так же как и нейтрофилы, в почке.
Моноциты у стерляди обнаруживались единично, не у каждой рыбы. Они, так же как и у высших позвоночных, образуются в гематопоэтиче-ских тканях, преимущественно в почке [8]. В норме в этих органах заканчивается пролиферация клеток, и в кровь выходят зрелые, не способные к дальнейшему делению клетки, которые затем заселяют ткани и уже в качестве макрофагов начинают выполнять свои функции. Однако методом авторадиографии показано, что при воспалительных процессах у взрослых рыб в циркулирующей крови оказываются промоноциты, способные к размножению [11]. Макрофаги рыб способны к фагоцитозу, они могут убивать микроорганизмы с помощью активных форм кислорода и азота, а также продуцировать вещества, подобные интерлейкинам млекопитающих, которые усиливают или подавляют иммунные реакции [7]. На поверхности макрофагов обнаруживаются иммуноглобулины. Вероятно, на плазматической мембране макрофагов существуют рецепторы, посредством которых иммуноглобулины могут быть связаны с клетками [12].
Тромбоциты стерляди в мазке периферической крови располагаются одиночно или агрегированы, что зависит от времени приготовления мазка после взятия крови.
Небольшой сравнительный анализ показал, что стерлядь, обитающая в морской воде, имеет более высокие показатели по количеству зрелых эритроцитов и нейтрофилов, что, по всей видимости, связано с усиленной пролиферацией клеток этой группы крови в условиях повышенной солености. Изменения в составе различных типов лейкоцитов в крови стерляди определяют не только процессы пролиферации клеток, уровень гормональной активности, интенсивность обмена веществ, видовые особенности ее в разные периоды онтогенеза, но и условия среды обитания, степень поражения отдельных органов, в условиях существующего антропогенного пресса.
СПИСОК ЛИТЕРА ТУРЫ
1. Правдин И. Ф. Руководство по изучению рыб (преимущественно пресноводных). - М.: Пищ. пром-сть, 1966. - 376 с.
2. Чугунова Н. И. Методика изучения возраста и роста рыб. - М.: Сов. наука, 1952. - 116 с.
3. Волкова О. В., Елецкий Ю. К. Основы гистологии с гистологической техникой. - М.: Медицина, 1989. - 234 с.
4. Берг Л. С. О токсономических единицах у рыб // Рыбное хозяйство СССР. -1932. - № 8-9. - С. 10-16.
5. Сухопарова А. Д., Сухенко Е. М. Материалы к гематологическим показателям осетровых рыб в морской период жизни // Осетровое хозяйство водоемов СССР: Краткие тез. науч. докл. к предстоящему Всесоюз. совещанию (ноябрь, 1989 г.). - Волгоград: Волгоградская правда, 1989. - С. 312-313.
6. Лукьяненко В. И., Дубинин В. И., Сухопарова А. Д. Влияние экстремальных условий приплотинной зоны реки на осетровых рыб. - М.: Изд-во АН СССР, 1990. - С. 83 -180.
7. Characterization of macrophages and neutrophilic granulocytes from the pronephros of carp (Cyprinus carpio) / L. B. M. Verburg-van Kemenade, A. Gro-eneveld, B. T. T. M. Van Rens, J. H. W. M. Rombout // J. Exp. Biol. - 1994. -Vol. 187. - P. 143-158.
8. Ellis A. E. The leucocytes of fish: a review // J. Fish Biol. - 1977. - Vol. 11. - P. 435-491.
9. Peripheral blood and head kidney leucocyte populations during out-of-season (0+) parr-smolt transformation and seawater transfer of Atlantic salmon (Salmo salar L.) / E. F. Pettersen, M. Ulvenes, G. O. Melingen, H. I. Wergeland // Fish and Shellfish Immunol. - 2003. - Vol. 15. - P. 373-385.
10. Гревати А. Д. Электронномикроскопическое исследование клеток крови и кроветворных органов зеркального карпа: Автореф. дис. ... канд. биол. наук. - М., 1991. - 24 с.
11. Золотова Т. Е. Экспериментальное исследование кроветворения у рыб: Автореф. дис. ... канд. биол. наук. - М., 1989. - 20 с.
12. Rombout J.H.W.M., Taverne-Thiele J. J., Villena M. I. The gut-associated lymphoid tissue (GALT) of carp (Cyprinus carpio L.): an immunocytochemical study // Develop. Comp. Immunol. - 1993. - Vol. 17. - P. 55-66.
Статья поступила в редакцию 24.03.06
SOME HEMATOLOGIC INDICES OF STERLET DURING THE RIVER AND SEA PERIODS OF LIFE
I. N. Lepilina, A. A. Romanov, N. N. Fedorova
Hematologic indices of Acipenser ruthenus blood, caught in the river Volga and salt waters of the Northern Caspian Sea are represented here. It was indicated that the intensity of hematosis of red blood cells of the species inhabiting the salt sea is higher; it is caused by metabolic changes in habitat replacement. Leukogram of sterlet, caught in the sea is characterized by a higher neutrophil content due to decreasing of leucocyte portion. These data can be evidence of fish neutrophil proliferation in terms of high salinity of habitat. Differences in quantity and leycocyte composition of the species of habitable and semimigratory forms lie in the core of physiological processes connected with passing into the sea habitat.
