CC BY
44
DOI: 10.24411/2074-5036-2019-10023 УДК: 597.554.3-12:597-111.11
Ключевые слова: краснуха, кровь, почка, селезенка, лейкоциты, зеркальные карпы, чешуйчатые карпы, краснухо-устойчивые карпы
Key words: rubella, blood, kidney, spleen, leukocyte, mirror carp, scaly carp, rubella resistant carp
Т.А. Суворова1, Г.И. Пронина2, Д.В. Микряков1, А.Б. Петрушин2
СОСТАВ ЛЕЙКОЦИТОВ ПЕРИФЕРИЧЕСКОЙ КРОВИ И ИММУНОКОМПЕТЕНТНЫХ ОРГАНОВ КРАСНУХОУСТОЙЧИВОЙ ПОРОДЫ КАРПА В ПРЕДНЕРЕСТОВЫЙ ПЕРИОД
COMPOSITION AND CORRELATION OF PERIPHERAL BLOOD LEUKOCYTES AND IMMUNOCOMPETENT ORGANS OF RED-RESISTANT CARP BREED INPRE-SPARRYPERIOD
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт биологии внутренних вод
им. И.Д. Папанина Российской академии наук Адрес: 152742, Россия, Ярославская обл., Некоузский район, п. Борок I.D. Papanin Institute for Biology of Inland Waters Russian Academy of Sciences Adress: 152742, Russia, Yaroslavl Region, Nekouzsky District, Borok 2Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Всероссийский научно-исследовательский
институт ирригационного рыбоводства Адрес: 142460, Россия, Московская область, Ногинский р-он, пос. Воровского, ул. Сергеева, д. 24 Federal State Budget Scientific Institution All-Russian Research Institute of Irrigation Fish Culture Adess: 142460, Russia, Moscow Region, Noginsk District, pos. Vorovskogo, st. Sergeeva, 24
Суворова Татьяна Александровна, научный сотрудник. E-mail: [email protected]. Тел. 8(485)47-24-681 Suvorova Tatyana Aleksandrovna, Researcher, Immunology Laboratory E-mail: [email protected]. Tel. 8 (485) 47-24-681 Пронина Галина Иозеповна, доктор биологических наук; главный научный сотрудник; заведующий лабораторией. E-mail: [email protected] Pronina Galina Iozepovna, Doctor of Biological Sciences; Chief Researcher; Head of the Laboratory.
E-mail: [email protected] Микряков Даниил Вениаминович; кандидат биологических наук; заведующий лабораторией. E-mail: [email protected]; Тел. (485)47-24-681 Mikryakov Daniil Veniaminovich; Candidate of Biological Sciences; Head of the Laboratory. E-mail: [email protected]; Tel. (485) 47-24-681 Петрушин Александр Борисович; кандидат сельскохозяйственных наук; ведущий научный сотрудник; заместитель заведующего лабораторией. E-mail: [email protected] Petrushin Alexander Borisovich; Candidate of Agricultural Sciences; Leading Researcher; Deputy Head of the
Laboratory. E-mail: [email protected]
Аннотация. В статье представлены результаты изучения состава лейкоцитов периферической крови и иммуно-компетентных органов ангелинской краснухоустойчивой породы карпа и карпов, восприимчивых к возбудителям заболевания. Установлено, что в лейкоцитарной формуле периферической крови и селезенки краснухоустойчи-вых особей достоверно выше содержание лимфоцитов и ниже моноцитов/макрофагов, а в головной почке -меньше процент лимфоцитов и больше макрофагов, чем у карпов других изученных селекционных групп. Статистически достоверных различий индекса обилия лейкоцитов выявлено не было. Полученные данные могут служить основой мониторинга состояния здоровья рыб и проведения селекционно-племенной работы с отбором по иммунной устойчивости. Работа выполнена при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проект № 18-016-0019618) и частично в рамках государственного задания ФАНО России (тема № АААА-А18-118012690123-4).
Summary. The article presents the results of studying the composition ofperipheral blood leukocytes and immunocompetent organs of the angelic rubel resistant breed of carp and carps susceptible to the causative agents of the disease. It has been established that the content of lymphocytes and lower monocytes/macrophages was significantly higher in leukocyte formula of peripheral blood and spleen of rubella-resistant individuals, and the percentage of lymphocytes and more macrophages in the head kidney was lower than in other studied breeding groups. No statistically significant differences in the leukocyte abundance index were found. The obtained data can serve as a basis for monitoring the health status of fish and carrying out selection and breeding work with selection for immune resistance. This work was supported by the Russian Foundation for Basic Research (Project № 18-016-0019618) and partly as part of the state assignment of the FANO of Russia (Subject № AAAA-A18-118012690123-4).
Введение
Краснуха - полиэтиологическое заболевание рыб, вызываемое различными возбудителями: вирус весенней виремии, аэромонады, псевдомонады [1]. Краснуха наносит большой экономический ущерб за счет гибели рыб и затрат на оздоровление рыбоводных хозяйств. Одно из решений данной проблемы - селекция на иммунную устойчивость к возбудителям заболевания. В России выведена ангелинская краснухоустойчивая порода карпа [6]. Исследование этой породы, позволит понять механизмы, обеспечивающие невосприимчивость рыб к инфекционным заболеваниям. Особый интерес представляет изучение клеточного звена иммунной системы, т.к. по количеству, структуре и соотношению лейкоцитов можно судить о функциональном состоянии и характере влияния на организм рыб биотических и абиотических факторов [2; 3; 5; 7; 9].
Ранее были показаны отличия некоторых гематологических показателей между краснухо-устойчивыми и восприимчивыми к заболеванию карпами [4; 10]. Сведения о морфологическом составе и соотношении лейкоцитов в гемопо-этических органах карпов ангелинской породы отсутствуют. Проведение дополнительных исследований позволит выявить особенности краснухоустойчивой породы и получить данные, которые могут быть использованы в ак-вакультуре для повышения устойчивости рыб к инфекционным заболеваниям. На практике это поможет снизить экономический ущерб от гибели, выбраковки больной и переболевшей рыбы, затрат на оздоровление рыбоводного хозяйства.
Цель работы - сравнительное изучение состава лейкоцитов периферической крови и иммунокомпетентных органов краснухо-устойчивых и восприимчивых к возбудителям заболевания карпов.
Материал и методы исследований
Исследования проводили в середине мая -начале июня 2018 г. на двухгодовиках карпов. Материал отбирали у 5 особей ангелин-ской чешуйчатой краснухоустойчивой породы, содержавшихся на экспериментальной прудовой базе «Сунога» ИБВВ им. И.Д. Па-
панина РАН Ярославской обл. Для сравнения использовали карпов из рыбоводного хозяйства «Киря» Чувашской республики. Пробы отбирали от 10 экземпляров чешуйчатых и 10 зеркальных карпов, восприимчивых к возбудителям краснухи. У исследуемых рыб проводили отбор периферической крови и тканей органов (селезёнка и головная почка). Кровь отбирали из хвостовой вены. Каплю крови наносили на обезжиренное предметное стекло, делали мазок. Мазки-отпечатки головной почки и селезенки делали со среза исследуемого органа. После этого препараты сушили и фиксировали в 96% этаноле 30 мин. Подсохшие мазки и мазки-отпечатки окрашивали по Романовскому-Гимза. Препараты просматривали под световым микроскопом «Биомед-6ПР1-ФК» (*360), анализируя на каждом мазке 200 клеток белой крови. Лейкоциты идентифицировали согласно классификации Н.Т. Ивановой (1983).
Для определения индекса обилия лейкоцитов, или частоты встречаемости клеток белой крови, в мазке просматривали 100 полей зрения на различных участках препарата при увеличении 400х. В каждом поле зрения подсчитывали количество встреченных лейкоцитов, полученные данные суммировали и делили на 100, получая среднее число в одном поле зрения [8].
Статистическую обработку результатов исследования проводили по стандартным алгоритмам, реализованным в пакете программ $1а1!81;юа У6.0, с использованием 1;-теста. Различия считали значимыми при р < 0.05.
Результаты исследований
В лейкоцитарных формулах периферической крови и иммунокомпетентных органов карпов выявлены характерные для данного вида клетки: лимфоциты, моноциты, ней-тро-, базо-, эозинофилы и бластные формы. Анализ содержания отдельных пулов лейкоцитов показал, что их уровень зависит от вида исследуемой ткани и варьирует у разных селекционных групп (табл. 1). Однако достоверные различия отмечены в содержании лимфоцитов и моноцитов. В периферической крови зеркальных карпов процентное содержание этих клеток выше, чем у дру-
39
Таблица 1
Состав лейкоцитов в периферической крови и иммунокомпетентных органах карпов, %
Лимфоциты Моноциты/ макрофаги Нейтрофилы Базофилы Эозино-филы Бластные формы
ПЯ СЯ
Периферическая кровь
краснухоустой-чивая порода 95,60±0,71 2,40±0,18 0,60±0,29 0,60±0,48 0,10±0,10 0,10±0,10 0,60±0,10
чешуйчатые карпы 91,85±1,45 3,65±0,76 1,45±0,50 0,40±0,16 0,25±0,13 0,20±0,11 2,20±0,60
зеркальные карпы 84,85±2,761-2 8,75±1,791-2 1,75±0,55 0,60±0,23 - 0,70±0,30 3,35±0,89
Головная почка
краснухоустой-чивая порода 73,80±3,71 16,00±2,46 1,60±0,62 0,90±0,48 - 0,10±0,10 7,60±0,73
чешуйчатые карпы 89,70±1,201 4,35±0,601 0,75±0,25 0,40±0,12 - 0,10±0,06 4,65±1,07
зеркальные карпы 85,10±0,971-2 5,60±0,621 1,35±0,19 0,45±0,17 0,05±0,05 - 7,45±1,24
Селезенка
краснухоустой-чивая порода 96,30±2,00 1,00±0,41 0,20±0,20 0,70±0,58 - - 1,70±0,96
чешуйчатые карпы 89,40±1,541 4,25±0,681 0,85±0,27 0,65±0,29 - 0,05±0,05 4,80±1,24
зеркальные карпы 86,95±1,841 5,90±0,831 0,55±0,15 0,25±0,13 0,25±0,17 0,15±0,07 6,00±1,52
Примечание: 1 - достоверные отличия от краснухоустойчивых; 2 - достоверные отличия от чешуйчатых карпов.
гих групп. В пронефросе краснухоустойчи-вой породы содержание лимфоцитов ниже, а моноцитов/макрофагов выше, чем у чешуйчатых и зеркальных карпов, тогда как в селезенке соотношение этих форм лейкоцитов носит противоположный характер.
Сходные результаты получены Прониной с соавт. (2015) при изучении лейкограмм периферической крови краснухоустойчивых карпов в хозяйствах разных зон рыбоводства.
Исследования индекса обилия лейкоцитов не показали достоверных различий среди селекционных групп. Более высокий показатель зафиксирован у краснухоустойчивых карпов (табл. 2).
Обсуждение результатов
Из представленных данных следует, что установленные различия зависят от структурно-функциональных особенностей органов: в почках, как основном органе кроветворения костистых рыб, происходит пролиферация, дифференцировка и созревание всех линий клеток крови, а в селезенке, выполняющей
функцию «депо» крови - лимфогранулопоэз [5; 7]. Периферическая кровь служит транзитом иммунокомпетентных клеток, в котором проявляется суммарный эффект изменения активности иммунной системы.
Самый большой пул клеток белой крови исследуемых селекционных групп карпа составляют лимфоциты - основные клетки иммунной системы рыб [7]. Другие типы лейкоцитов: гранулоциты и моноциты, составляющие гораздо меньшее число клеток, также выполняют важную роль в реализации иммунологических функций. Они участвуют в фагоцитозе микроорганизмов, синтезе цитоки-нов, медиаторов, неспецифических факторов иммунитета: лизоцима, интерферона, гемолизина, хитиназы и т.д. Существует также мнение о способности моноцитов инактивировать токсины [3]. Наибольшее число моноцитов/ макрофагов - клеток, способных захватывать, расщеплять, перерабатывать антиген и после этого представлять антигенную информацию В- и Т-лимфоцитам, участвующим в реакциях гуморального специфического иммунитета,
40
отмечено в головной почке особей красну-хоустойчивой породы. Возможно, это отражает генетические особенности и объясняет их устойчивость к заболеванию, т.к. именно в почке осуществляются все стадии иммунного ответа у рыб [7]. Однако без дополнительных сезонных и возрастных исследований однозначную оценку этому факту дать нельзя. По данным Прониной с соавт. (2015) относительное количество моноцитов в крови молоди ангелинских карпов весной увеличивается, а осенью снижается, что можно рассматривать как адаптацию, направленную на элиминацию поврежденных в процессе зимнего голодания клеток собственного организма. Гранулоциты в лейкоцитарных формулах исследованных рыб встречались в незначительном количестве, что говорит об отсутствии антигенной нагрузки и оптимальном межуточном обмене. Также в лейкоцитарной формуле зафиксированы юные незрелые, или бластные, формы клеток, которые подобно таковым у высших позвоночных, замещают лимфоидные клетки в тканях и органах иммунной системы. Нормальная доля их содержания в лейкограмме пресноводных видов составляет до 10% и зависит от видовых и экологических особенностей рыб [2; 5].
Используемый в наших исследованиях показатель индекса обилия лейкоцитов дает представление о функциональном состоянии гемо- и иммунопоэтической ткани и позволяет судить об интенсивности лейкопоэза [8]. Более интенсивное образование иммуноком-петентных клеток, зафиксированное у красну-хоустойчивых особей, вероятно, обеспечивает устойчивость ангелинской чешуйчатой породы к возбудителям инфекционных заболеваний.
Заключение
Таким образом, результаты исследования состава лейкоцитов в периферической крови и органах кроветворения краснухоустойчи-вой породы карпа показали отличия в доле содержания лимфоцитов и моноцитов и интенсивности лейкопоэза от других изученных селекционных групп. Отличия зависели от структурно-функциональных характеристик тканей и органов, породных особенностей и условий содержания исследованных
Таблица 2
Индекс обилия лейкоцитов, (ед./п.зр)
краснухоустойчивая порода 32,90±11,16
чешуйчатые карпы 26,12±2,38
зеркальные карпы 21,71±3,01
рыб. Полученные данные могут служить основой мониторинга состояния здоровья рыб и проведения селекционно-племенной работы с отбором по иммунной устойчивости.
Работа выполнена при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проект № 18-016-0019618) и частично в рамках государственного задания ФАНО России (тема № АААА-А18-118012690123-4).
Список литературы
1. Ихтиопатология: Учебники и учеб. пособия для студентов высших учебных заведений / Н.А. Головина [и др.]; Под ред. Н.А. Головиной, О.Н. Бауера. - М.: Мир, 2003. - 448 с.: ил.
2. Головина Н.А. Гематология прудовых рыб / Н.А. Головина, И.Д. Тромбицкий. - Кишинев: Штиин-ца, 1989. - 155 с.
3. Житенева Л.Д. Атлас нормальных и патологически измененных клеток крови рыб: справочник / Л.Д. Житенева, Т.Г. Полтавцева, О.А. Рудницкая. -Ростов-на-Дону: Ростовское книжное издательство, 1989. - 112 с.
4. Иванов А.А. Иммунологические и гематологические константы гомеостаза в селекционной работе с карпом / А.А. Иванов, Г.И. Пронина // Известия ТСХА. - 2012. - Вып. 1. - С. 174-180.
5. Иванова Н.Т. Атлас клеток крови рыб / Н.Т. Иванова. - М: Легкая и пищевая пром-сть, 1983. - 79 с.
6. Илясов Ю.И. Селекция рыб на повышение устойчивости к заболеваниям / Ю.И. Илясов // Сб. науч. тр.: Актуальные вопросы пресноводной аквакультуры. -Вып. 78. - М.: Изд-во ВНИРО, 2002. - С. 125-134.
7. Микряков В.Р. Реакция иммунной системы рыб на загрязнение воды токсикантами и закисление среды / В.Р. Микряков [и др.]; - М.: Наука, 2001. - 126 с.
8. Микряков В.Р. Влияние солей некоторых тяжелых металлов на состав белой крови молоди ленского осетра Лсгрвтвг Ъавп // В.Р. Микряков, Т.Б. Лапиро-ва // Вопросы ихтиологии. - 1997. - Т. 37. - № 4. -С. 538-542.
9. Назарова Е.А. Особенности лейкоцитарного состава почек у некоторых видов пресноводных и морских костистых рыб / Е.А. Назарова, Е.А. Заботкина // Биология внутренних вод. - 2010. - № 2. - С. 92-97.
10. Пронина Г.И. Физиолого-иммунологические адаптации карпа к краснухе / Г.И. Пронина, Н.Ю. Ко-рягина, А.А. Иванов // Известия ТСХА. - 2015. - Вып. 5. - С. 94-105.
41
