Особливості лейкоцитарної формули крові та кровотворних органів Cyprinus carpio L. за дії токсичних концентрацій іонів нікелю Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

Ученые записки Таврического национального университета им. В. И. Вернадского Серия «Биология, химия». Том 22 (61). 2009. № 1. С. 9-15.

УДК 546.74+591.11.1+639.215.2

ОСОБЛИВОСТ1 ЛЕЙКОЦИТАРНОЙ ФОРМУЛИ КРОВ1 ТА КРОВОТВОРНИХ ОРГАН1В CYPRINUS CARPIO L. ЗА ДМ ТОКСИЧНИХ КОНЦЕНТРАЦ1Й

1ОН1В Н1КЕЛЮ

Дрогомирецька 1.З., Мазепа М.А.

В експериментальних умовах дослгдили вплив iонiв шкелю на лейкоцити Cyprinus carpió L. Встановлено, що 96-годинна експозицш iонами шкелю викликае перерозподiл клiтин в лейкоцитарнiй формулi перифершно! кровi риб Í3 зниженням вiдсотку мгелоцитш, метамгелоцитш, паличкоядерних та сегментоядерних нейтрофтв, збiльшенням кiлькостi пролiмфоцитiв та лiмфоцитiв. В нирцi та селезшщ риб також вiдмiчено гстотт змiни кiлькостi лейкоцитiв усiх дослщжуваних груп.

Ключовi слова: Cyprinus carpió, лейкоцити, перифершна кров, нирка, селезшка, нiкель.

ВСТУП

Дослщження Гмунно! системи риб викликають значну щкавють в зв'язку з тим, що риби складають досить велику частку продукта харчування людини i е об'ектом риборозведення i промислу. Крiм того, iмунна система риб, яка здшснюе захист внутрiшнього середовища вiд вторгнення чужорiдних антигенiв, е досить чутливим показником стану як самого оргашзму, так i середовища iснування [1]. В цьому планi дослiдження рiзних складових Гмунно! системи риб досить важливi для оцiнки iмунотоксичностi рiзних сполук, зокрема iонiв нiкелю. З лгтературних даних вiдомо, що гематолопчш показники - це найважливiшi параметри для оцiнки iмунного статусу риб

[2]. В основi всГх варiантiв захисту органiзму лежить взаемодiя клiтин Гмунно! системи

[3]. Вивчення лейкоцитарно! системи дае можливiсть скласти уяву про загальний фiзiологiчний стан оргашзму [4], його спйюсть, здатшсть адаптуватись до умов середовища i, зокрема, до токсичних речовин, що забруднюють водойми [5]. В лгтературних джерелах зустрiчаються повiдомлення стосовно динамши накопичення iонiв нiкелю в органах i тканинах риб, зокрема в зябрах, шкгрг нирщ, печiнцi [6], в кровГ та м'язах [7]. Однак, практично не дослщжено вплив юшв нiкелю на лейкоцити кровотворних органiв Cyprinus carpió L., зокрема нирки i селезiнки. Метою нашо! роботи було дослiдження особливостей впливу юшв нiкелю на лейкоцити перифершно! кровГ та кровотворних оргатв Cyprinus carpió.

МАТЕР1АЛИ I МЕТОДИ

Для дослщження використовували дворГчки Cyprinus carpió у весняний перюд. Контрольну групу риб витримували 96 годин в токсичному середовищГ В якосп токсиканта застосовували розчин солГ NiQ2x6H2O, який вносили у воду акварГушв у концентращях 0,5 мг/л, що вщповщала 5-ти гранично допустимим концентращям

(ГДК) íohíb шкелю (Ni2) та 1,0 мг/л (10 ГДК Ni2 ). Контрольну групу риб витримували 96 годин в звичайних умовах акварiуму. В усiх акварiумах пiдтримували постiйний режим води: величина рН - 7,5, вмют кисню 5,6 мг/л, температура води- 18-19°С.

Кров забирали Í3 хвостово! вени C. carpió за допомогою шприца. Готували мазки кровi i мазки-вщбитки селезiнки та нирки, фарбували препарати за Папенгеймом [8]. Мшроскошювання препарапв здiйснювали пiд свiтловим мiкроскопом Leitz, застосовуючи iмерсiйний об'ектв, збiльшення х 1600. Клiтини кровi та кровотворних органiв риб диференцiювали залежно вщ 1хньо1' приналежностi до тих або шших груп лейкоцитiв за допомогою «Атласа клеток крови рыб» (Иванова Н.Т.), далi пiдраховували вiдсотковий вмют кл^ин.

Статистичну обробку отриманих результат проводили за допомогою комп'ютерно! програми «MYNOVA», використовуючи t-test Student. Даш представлен як середне ± похибка середнього [9].

РЕЗУЛЬТАТИ ТА ОБГОВОРЕННЯ

В експериментальних умовах дослщили вплив 96-годинно! експозицп iонiв шкелю на лейкоцити перифершно! кровi та кровотворних оргашв Cyprinus carpió у весняний перiод. Особливiстю кровотворення у риб е вщсутнють кiсткового мозку, функцп якого виконуе головна нирка, та наявнють в периферiйнiй кровi молодих форм лейкоцитiв. Встановлено, що в периферiйнiй кровi риб контрольно! групи не зустрiчалися молодi форми - гемоцитобласти, лiмфобласти, мiелобласти та промiелоцити. За умов ди юшв нiкелю в кровi риб з молодих форм з'являлися промiелоцити, що були вщсутш в контролi (табл. 1).

Таблиця 1.

Лейкоцитарна формула kpobí Cyprinus carpió пщ впливом шкелю (x ± S x )

+ Бластш форми Нейтрофши я Агранулоцити

я 3 'я й & н я Щ я я о и я т и я о 13 S о £ и т и я о 13 Ü и т и я о л и ма 8 Паличкоядерт Сегментоядерт Псевдоеозинофш Псевдобазофши Моноцити и т и ц о S о рП и т и ц о S щ

Конт- - 4,5± 6,0± 16,5± 5,7± 4,2±0 3,7± 9,3± 1,5± 48,8±

роль 0,5 0,3 0,7 0,2 ,7 0,3 0,8 0,3 0,7

0,5 0,2± 1,0± 4,7± 10,2± 3,3± - 0,2± 4,0± 7,0± 69,7±

мг/л (5 ГДК) 0,1 0,2* 0,5* 1,4* 0,9* 0,1* 1,3* 0,6* 3,2*

1,0 0,7± 2,5± 4,8± 11,7± 3,2± 0,5± - 8,5± 7,6± 60,5±

мг/л (10 ГДК) 0,3 0,6* 0,7 0,7* 0,7* 0,3* 0,6 0,5* 2,4*

* - достовiрна ввдмшнють вiд контролю р<0,005.

Водночас пiд впливом íohíb шкелю вiдбувалося достовiрне зменшення кiлькостi мieлоцитiв та метамieлоцитiв. Серед гранулоцитiв kpobí риб як контрольно! групи, так i обох дослщжуваних, переважали паличкоядерш нейтрофiли, однак пiд дieю обох концентрацш Ni2+ !х bmíct достовiрно зменшувався, аналогiчно як i сегментоядерних нейтрофшв, що пiдтверджуeться лiтературними даними [10]. Стосовно вмюту псевдоеозинофiлiв та псевдобазофшв, як видно з таблиц 1, чiтких закономiрностей не встановлено. Кшьюсть моноцитiв в кровi риб достовiрно знижувалась при концентрацi! юшв нiкелю 0,5 мг/л, однак при збшьшенш концентрацн металу була близькою до контрольного значения.

Таким чином, в перифершнш кровi C. carpió серед вшх дослiджуваних нами груп лейкоципв найбiльший вiдсотковий вмiст займали зрш форми лiмфоцитiв, на що вказують iншi дослiдники [11]. Нами встановлено також достовiрне збiльшення кшькосп пролiмфоцитiв та лiмфоцитiв пiд впливом 96-годинно! експозици обох дослiджуваних концентрацш юшв шкелю. Про появу значно! кшькосп молодих форм лiмфоцитiв в кровi риб за ди юшв шкелю повщомляють i iншi автори [10].

Паралельно провели дослщження по вивченню впливу iонiв нiкелю на лейкоцити кровотворних органiв C. carpió. Вщсотковий вмiст бластних форм лейкоципв нирки наведено в таблицi 2.

Таблиця 2.

Бластш форми лейкоципв нирки Cyprinus carpió п1д впливом шкелю (%, x ± S x )

Нейтроф1льш Еозиноф1льш Базо-фшьш

Концентращя NI2+ к т л ю о s т о а л ю о л щ Ü к g я о ч s g я s g я о ц S ти я и ити я о ц и ити я о ц

g я о м е Г щ 'S о & л щ Ü 'S а т е л щ Ü 'S а т е 'S а т е

Контроль 1,6± 0,2 2,6± 0,2 4,6± 0,2 4,6± 0,2 5,6± 0,5 0,8± 0,2 1,8± 0,5 —

0,5 мг/л 1,2± 1,2± 3,0± 6,2± 10,4± 2,0± 3,6± -

(5 ГДК) 0,7 0,2* 0,4* 0,5* 1,2* 0,5* 1,0

1,0 мг/л 0,4± 0,8± 2,0± 7,4± 10,0± 2,2± 4,2± —

(10 ГДК) 0,2* 0,3* 0,3* 0,5* 0,8* 0,4* 0,9*

* - достовiрна ввдмшшсть вiд контролю р<0,005.

Як свщчать данi таблицi 2, в нирщ риб за ди iонiв шкелю вщбувалося зменшення кiлькостi гемоцитобластiв, нейтрофшьних мieлобластiв та промieлоцитiв. Вiдсотковий вмют нейтрофiльних мieлоцитiв та метамieлоцитiв нирки достовiрно зростав з 4,6 % у контролi до 7,4 % при 10 ГДК та з 5,6 % у контролi до 10,4 % при 5 ГДК. Кшькють еозинофшьних мieлоцитiв та метамieлоцитiв також збiльшувалася за ди обох дослщжуваних концентрацш юшв

ю

►в* я

° Я ►о о

£ В. В I

►в* а о к

СО СО СО

я я

» я а и

„ й „

я й я

и К ^

о О к 2 ^

с §

(я

VI

я

н 5' я £'

5

Ю

* а

а 8

В а

я

о р со

р ё1 Я: ^

В. Й

о

ш ^

я ^ Я

„ я с\

§ а 8

* о о

о а у"

та 3.

2 а »

й о о н

ни °

Я Я

й о со

о

со Я

£ I

Р ° -п о О

* 1'ё нн к со 3 со та

3 £ §

5

я ^ та я

¡3

со

со X

о «

о

о- а

Б В

< 2

а Я

ё ^

р й

о С

* 5=

со

а

£5

5 № я о'

со •в

5' я

О) м"

П

I -Р я

а 3

в

у 5'

со

о\

О

а

^ О ^

К

я о

п

-и н р

В 5 5 О

►в- » о

о\

о

я о о

н . , о

о

о

о

о\

я

я

я

со

я

0

1

о ®

| а 5" • й № (я Б

0 § ^

^ а К

я а и

о О Э. У

р со § « р

и р « ^

а £ Я: СО Я:

1

р С

м о о

х' 5

й о о

ё и

та'

я р

(я

о

а

§ 3

о

а 3 та

л о "о о

(Л

1,0 мг/л (10ГДК) 0,5 мг/л (5 ГДК) Контроль Я о И ^ с Р С 5'

У1 ^ 00 * н- ^ о * н- Паличкоядерш нейтрофши та Р ^ ё с § я

н- ^ о „ и. ° о к> 1*) к> * н- о ^ Сегментоядерш нейтрофши

р Ь- 1*) О * н- 1 Псевдоеозинофши

оЯ КЛ о ^ 1 Псевдобазофши

О Я Ь £ о Я кл о ^ - г Монобласти > р ^ 8 с § я

о Я кл О ^ о ^ Промоноцити

О О К> 00 * н- О ^ о ^ кл Моноцити

Я Я * н- Я ^ "ю % * н- .Шмфобласти

я "(Л о * н- * н- Я 1*) к> н- Прол1мфоцити

О К> н- Ю ЧО н- V о н- Л1мфоцити

(я та

^

л ВС К о С В

н р

та а

р

е-

о та

V! Й Р

а а та

к

а £

а"

к

§

о"

а Ё"

С!)

а

Ьа а

С!) о

Я

Я ^

ВЭ Д

о ^

к р н

Й я со та Бс я

н о я о

я л я § И

X р

м

Б о

й та 3 -Б.

я

0 я с

со

1

р

с

(я со й со

Б.

(я

^ а

1 § я

ь О Я. со

„ со

Н й. Яс й К- ^

о а Б.

(я и>

я " я'

СО -

Я « а

£' -Б.

м О р

^ я £3 п

3 я

СО 2

№ я

Б е

КН I—I

2 и 3'

-ё

я

о4

* I £

1+ сл

^ а

« I с

w М

У о

(я ^

я

н я

р X

^ я та со

р не

" н

5' 5'

я

я о та я

о

3 й - §

Б °

со со

та

5' с я я

| та

& V;

Я я

Я ^

2 ^ а а

о а §

И

° Я

й о о н о

2 та' я

со

со Я

Я *

со Я

е-

5 Я

та со

К ^

. со

ё5 о

Я со

(я Э

я й

£ Й

Я й о

со (Я

Н Н

8 2 я

Б я 3 я £

О) я

|—I н «Й

я р

Яс

к

со Я

Б

со

та

е-

о та

Й со Яс Я о с

3

о\та

я о

3 -в

р 2

Я 3

а я

я со

Я я

П й

§ г

л* со

р ?

СО £5

О Я

►в* -I

' ' со

№ Я

Я со

Й

Й со

й

я р

(я

н о та я

(я (я

Й (Я

о я

« о Й ^ со со

I ^

р э.

Д Ы

3 Я

Я а ^ с

н- •

о П.

0\ КН

0 Б

я я о со

О "

& о

я • 2: X

Н-. Р

3 ^

В о

со

о\

5' №

Б

со Я

№ Я о о

о\

н я я

►в-о та

Й со Яс Я о с

3

В po6oTÍ вивчено також вплив токсиканту на бластш та зрш форми лейкоцитiв селезiнки C. carpió (табл. 4, 5).

Таблиця 4.

Бластш форми лейкоци^в селезшки Cyprinus carpió пщ впливом нiкелю

(%, X ± Sx )

Концентращя NI2+ Нейтрофшьш Еозинофшьш Базо-ф1льш

Гемоцитобласти и т с а л ю о л Щ Ü и ити ц о ч щ 'S о & и ти ц о л ш Ü и ити ц о л 'S а т е и ти ц о л щ Ü и ити ц о л 'S а т е и ити ц о л 'S а т е

Контроль 0,4± 0,2 1,2± 0,3 2,8± 0,3 5,6± 0,7 7,0± 0,9 0,8± 0,4 4,2± 0,6

0,5 мг/л (5 ГДК) 0,4± 0,2 1,6± 0,6 2,2± 0,8 5,4± 0,6 8,8± 0,4 1,2± 0,7* 1,4± 0,6

1,0 мг/л (10 ГДК) - 1,2± 0,2 1,4± 0,2* 7,0± 0,5 9,0± 0,7 - 1,2± 0,2* -

* - достов1рна вщмшнють вщ контролю р<0,005.

Таблиця 5.

Лейкоцитарна формула селезшки Cyprinus carpió пщ впливом шкелю (%, x ± S x )

Концентращя Гранулоцити Агранулоцити

NI2+ Паличкоядерш нейтроф1ли Сегментоядерн1 нейтрофши Псевдоеозиноф1ли Псевдобазофши Монобласти Промоноцити Моноцити и т с а л ю о ф ч и ти ц о § 'R о Пр и т и ц о s ч

Контроль 9,6± 5,0± 2,4± 0,6± 0,4± 1,6± 2,8± 0,4± 9,6± 45,2±

1,2 0,7 0,4 0,2 0,2 0,2 0,3 0,2 1,2 3,1

0,5 мг/л 10,2± 1,8± 0,6± 2,6± 0,4± 1,2± 2,6± - 8,6± 51,0±

(5 ГДК) 2,0 0,3* 0,2* 0,8* 0,2 0,2 0,2 0,4 2,0

1,0 мг/л 7,8± 1,2 ± 1,4± - - 0,6± 3,2± - 8,2± 58,0±

(10 ГДК) 0,4 0,2* 0,2* 0,2* 0,2 0,2* 1,5*

* - достов1рна вщмшнють вщ контролю р<0,005.

Як видно з таблиц 4, в селезшщ риб контрольно! групи ми виявили Bci молодi форми лейкоцитiв, за винятком базофiльних метамieлоцитiв.

На вщмшу вiд нирки, в селезiнцi був нижчим вiдсоток гемоцитобластiв, мieлобластiв та промieлоцитiв. Пiд дieю iонiв шкелю спостерiгалося зменшення вiдсотку нейтрофiльних промieлоцитiв та еозинофiльних метамieлоцитiв, а також незначне збшьшення вiдсотку нейтрофiльних метамieлоцитiв. В селезiнцi нами не було виявлено за ди iонiв шкелю еозинофшьних мieлоцитiв. Також були вщсутш гемоцитобласти при 10 ГДК шкелю. Базофшьш метамieлоцити на мазках-вiдбитках знайдено тшьки при концентрацi! нiкелю 0,5 мг/л.

Як свщчать результати (табл. 5), в селезшщ спостер^алося достовiрне зниження вiдсоткового вмiсту сегментоядерних нейтрофшв та псевдоеозинофiлiв пiд впливом обох дослщжуваних концентрацiй iонiв нiкелю. Кшьюсть псевдобазофiлiв при 5 ГДК Ni2+ збiльшувалась в 4,3 рази, при 10 ГДК Ni2+ даний тип кл^ин не було виявлено.

При дослщженш агранулоцитiв селезiнки нами отримаш наступнi результати: зменшення кiлькостi промоноципв та пролiмфоцитiв за дi! обох концентрацш Ni2+.

ВИСНОВКИ

1. В лейкоцитарнш формулi кровi C. carpio пщ впливом iонiв нiкелю вщбулись наступнi змiни: поява промieлоцитiв; зниження вщсотку мieлоцитiв, метамieлоцитiв, паличкоядерних та сегментоядерних нейтрофшв; збiльшення кiлькостi пролiмфоцитiв та лiмфоцитiв.

2. В нирщ риб iони нiкелю викликали: пщвищення вiдсоткового вмiсту нейтрофiльних мieлоцитiв та метамieлоцитiв, еозинофiльних бластних клiтин та зниження кшькосп решти дослiджуваних бластних клпин; появу псевдобазофiлiв та значне зростання паличкоядерних нейтрофшв; зменшення кшькосп агранулоципв, за винятком пролiмфоцитiв та лiмфоцитiв, кiлькiсть яких збiльшувалась.

3. Пщ дieю токсиканту в селезшщ C. carpio вiдмiчалось зменшення кшькосп нейтрофiльних промieлоцитiв та еозинофiльних метамieлоцитiв, сегментоядерних нейтрофiлiв та псевдоеозинофiлiв, промоноципв та пролiмфоцитiв, а також зростання кшькосп лiмфоцитiв.

4. Токсичнi ефекти юшв нiкелю на iмунну систему риб можуть слугувати бюмаркером для контролю забруднення та еколопчно! ощнки якостi води.

Список лiтератури

1. Ecotoxicology and innante immunity in fish / N.C. Bols, J.L. Brubacher, R.C. Ganassin [et al.] // Develompental and Comparative Immunology. - 2001. - Vol. 25. - P. 853-873.

2. Vosyliene M.Z. The effect of heavy metals on hematological indices of fish / M.Z. Vosyliene // Acta Zoologica Lituanica. Hydrobiologia. - 1999. - Vol. 9, N 2. - P. 76-82.

3. Кондратьева И.А. Современные представления об имунной системе рыб. Функционирование и регуляция иммунной системы рыб / И.А. Кондратьева, А.А. Киташова // Иммунология. - 2002. -№ 2.- С. 97-101.

4. Аминева В.А. Физиология рыб / В.А. Аминева, А.А. Яржомбек. - Москва: «Легкая и пищевая промышленность», 1984. - 200 с.

5. Заботкина Е.А. Влияние тяжелых металлов на иммунофизиологический статус рыб / Е.А. Заботкина, Т.Б. Лапирова // Успехи современной биологии. - 2003 . - Т. 123, N° 4. - С. 401-408.

6. Brucka-Jastrz^bska E. Elimination dynamics of nickel, administered by a single intraperitonial injection, in common carp, Cyprinus carpio L. / E. Brucka-Jastrz^bska, M. Protasowicki // Acta Ichthyologica et Piscatoria. - 2004. - Vol. 34, N 2. - P. 181-192.

7. Ghazaly K.S. Subletal effects of nickel on carbohydrate metabolism, blood and mineral contents of Tilapia nilotica / K.S. Ghazaly // Water, air and soil pollution. - 1992. - Vol. 64, N 3-4. - P. 525-532.

8. Иванова Н. Т. Атлас клеток крови рыб / Н.Т. Иванова. - М.: «Легкая и пищевая промышленность», 1983. - 179 с.

9. Brooks S.P.J. A simple computer program with statistical test analysis of enzyme kinetics / S.P.J. Brooks //Bio Techniques. -1992. - Vol. 13. - P. 906-911.

10. Brucka-Jastrz^bska E. Effects of cadmium and nickel exposure on haematological parameters of common carp, Cyprinus carpio L. / E. Brucka-Jastrz^bska, M. Protasowicki // Acta Ichthyologica et Piscatoria. -2005. - Vol. 35, N 1. - P. 29-38.

11. Sobeska E. Changes in the iron level in the organs and tissues of wels catfish, Sirulus glanis L. caused by nickel / E. Sobeska //Acta Ichthyologica et Piscatoria. - 2001. - Vol. 31, N 2. - P. 127-143.

12. Congleton J.L. Isolation of leucocytes from the anterior kidney and spleen of rainbow trout in a self-generating density gradient / J.L. Congleton, A.R. Greenlee, S.S. Ristow // Fish biology. - 2006. - Vol. 36, N 4. - P. 575-585.

Дрогомирецкая И.З., Мазепа М.А. Особенности лейкоцитарной формулы крови и кроветворных органов Cyprinus carpio L. при действии токсических концентраций ионов никеля

// Ученые записки Таврического нацюнального университета им. В.И. Вернадского. Серия «Биология, химия». - 2009. - Т. 22 (61). - № 1. - С. 9-15.

В эксперименте изучили влияние ионов никеля на лейкоциты Cyprinus carpio L. Установлено, что 96-часовая экспозиция ионами никеля вызывает перераспределение клеток в лейкоцитарной формуле периферической крови рыб со снижением процента миелоцитов, метамиелоцитов, палочкоядерных и сегментоядерных нейтрофилов, увеличением количества пролимфоцитов та лимфоцитов. В почке и селезенке рыб также отмечено существенные изменения количества лейкоцитов во всех исследованных группах.

Ключевые слова: Cyprinus carpio, лейкоциты, периферическая кровь, почка, селезенка, никель.

Drogomyretska I.Z., Mazepa M.A. The haemogram of blood and blood-forming organs of Cyprinus carpio L. under the toxic concentrations of nickel ions // Uchenye zapiski Tavricheskogo Natsionalnogo Universiteta im. V. I. Vernadskogo. Series «Biology, chemistry». - 2009. - V.22 (61). - № 1. - P. 9-15.

In experimental conditions investigated the effect of nickel ions on Cyprinus carpio L. leucocytes. It was shown that an exposition for 96 h with nickel ions lead to distribution cells in haemogram of fishes peripheral blood. It was observed the decrease in percentage of myelocytes, metamyelocytes, band and segmented neutrophils and increase of prolymphocytes and lymphocytes number. The material change in number of leucocytes was observed in kidney and spleen of all experimental groups.

Keywords: Cyprinus carpio, leucocytes, peripheral blood, kidney, spleen, nickel.

Поступила в редакцию 26.04.2009 г.