CC BY
78
Влияние неблагоприятных факторов водной среды на состояние клеточного иммунитета речных раков по фагоцитарной активности их гемоцитов
Г.И. Пронина, к.в.н., Н.Ю. Корягина, с.н.с.,
ГНУВНИИР
В природных условиях, а также при разведении и товарном выращивании речных раков приходится сталкиваться с воздействием неблагоприятных факторов окружающей среды.
Возможны два пути решения проблемы: изменение условий, что не всегда осуществимо, или создание пород и линий, устойчивых к таким воздействиям. Первая задача в этом направлении: оценить степень влияния на речных раков неблагоприятных факторов и выделить для этого наиболее информативные показатели.
Гидробионты всегда находятся в постоянном взаимодействии с водной средой, поэтому качество воды имеет для них первостепенное значение. Очень редкие рыбы могут жить в загрязнённой, бедной кислородом воде. Существуют и такие водоёмы, в которых рыбы вообще не могут жить. Соответственно все рыбохозяйственные водоёмы должны иметь такую воду, которая обеспечивает рыбе не только возможность выжить, но и хорошо питаться, расти, быстро прибавлять в весе и размножаться [1, 2]. То же можно сказать и о раководческих хозяйствах.
Качество воды водоёма определяется растворёнными или взвешенными в ней газами, солями, минеральными частицами и органическими веществами. Для жизни рыб и других водных животных наибольшее значение имеет растворённый в воде кислород. Он попадает в воду из атмосферы и выделяется в самом водоёме в результате жизнедеятельности растительных организмов. Количество растворённого в воде кислорода зависит от температуры, солёности, ледового покрова, развития растительности, процессов распада органического вещества и др. При повышении температуры и солёности растворимость кислорода в воде уменьшается. Потребление кислорода рыбами зависит от их вида, возраста, подвижности, плотности посадки, физиологического состояния, а также температуры и солёности воды.
Другим фактором, оказывающим значительное влияние на гидробионтов, является плотность посадки. Посадку рыбы, при которой обеспечивается выращивание рыбы до принятого стандартного веса за счёт естественных кормовых ресурсов водоема, принято называть нормальной. При интенсификации прудового хозяйства плотность посадки увеличивают в несколько раз против нормальной, причём рыбу выращивают за счёт кормления и использования естественной рыбопродуктивности [3, 4].
Иммунная система гидробионтов, как и всех живых организмов, подвержена влиянию неблагоприятных факторов внешней среды, однако имеет достаточно высокий порог устойчивости. В данной работе для оценки состояния иммунитета изучаемых гидробионтов — речных раков — использовались цитохимические показатели фагоцитарной активности, нашедшие применение в медицине: средний цитохимический коэффициент содержания лизосомального катионного белка (СЦК), индекс активности фагоцитов (ИАФ). Последний определяется с помощью спонтанного и индуцированного НСТ-теста, основанного на способности клеток восстанавливать нитросиний тетразо-лий in vitro [5]. В варианте индуцированного НСТ-теста клетки стимулируют различными агентами (в нашем случае 0,1%-ным зимозаном).
Стимуляция приводит к усилению продукции АФК-активных форм кислорода [6] и увеличению количества активных нейтрофилов [7, 8]. В фагосомах НСТ восстанавливается в дифор-мазан, который откладывается в виде синих гранул и служит критерием интенсивности реакции [9].
В эксперименте использовались речные раки двух видов: длиннопалые (Pontastacus leptodactylus) — опыт с недостатком кислорода и широкопалые (Astacus astacus) — плотная посадка в течение месяца. Кислород в начале эксперимента составлял 8,8 мг/л, через 3 часа — 7,2 мг/л, затем снова возвращался к исходному положению. Гемолимфу для анализа у подопытных длиннопалых раков отбирали через 2 дня после процедуры снижения кислорода. Согласно данным некоторых исследователей [10, 11, 12], этот период времени является оптимальным для оценки состояния иммунной системы пойкилотермных гидробионтов (рыб) после стрессовых воздействий (в отличие от теплокровных животных).
Эксперимент с широкопалыми раками заключался в том, что опытные гидробионты содержались в аквариальных условиях при плотной посадке 28 экз/м2 в течение месяца, в контроле плотность посадки составляла 10 экз/м2. Гидрохимический режим представлен в таблице 1.
1. Гидрохимические показатели аквариальной воды в эксперименте
Са (мг/л) 104-110
Mg (мг/л) 34-30
Рн 8,0-7,9
NO3 (мг/л) Менее 5
NO2 (мг/л) Менее 0,02
PO4 (мг/л) 0,1
Fe (мг/л) 0,01
Исследовалась фагоцитарная активность гемоцитов (клеток гемолимфы) речных раков. Подсчёт результатов осуществлялся методом дифференциального подсчёта клеток с разной активностью по Астальди. Полученные данные показаны в таблице 2.
Достоверных различий по показателям фагоцитарной активности в эксперименте не отмечено. Тем не менее, прослеживается тенденция увеличения спонтанного и индуцированного фагоцитоза у опытных раков обеих групп по сравнению с контрольными вариантами. У широкопалого речного рака имеет место тенденция увеличения содержания лизосомального катионного белка в гемоцитах при плотной посадке по сравнению с контролем.
При плотной посадке достоверно уменьшается процентное содержание полугранулоцитов в гемолимфе. Гемоциты данного типа являются
2. Цитохимические показатели фагоцитарной активности гемоцитов речных раков
Показатели Pontasta us lepto a tylus Asta us asta us
контроль недостаток кислорода p* контроль плотная посадка p*
СЦК 1,70±0,060 1,58±0,198 >0,05 1,87±0,166 1,98±0,183 >0,05
НСТ спонтанный (ИАФ) 1,89±0,153 2,09±0,057 >0,05 1,96±0,152 2,21±0,151 >0,05
(ИАФ) НСТ индуцированный 2,35±0,116 2,53±0,057 >0,05 2,22±0,085 2,57±0,043 >0,05
ДНСТ 0,45±0,098 0,45±0,033 >0,05 0,26±0,089 0,37±0,074 >0,05
РН 6,8±0,20 6,5±0,61 >0,05 5,4±0,43 6,1±0,28 >0,05
Время свёртывания, сек. 3,3±0,41 4,0±0,00 >0,05 3,0±1,15 3,3±0,73 >0,05
Гемоцитарная формула (%)
Агранулоциты 34,0±7,18 36,0±2,12 >0,05 26,8±2,88 32,8±5,15 >0,05
Полугранулоциты 28,3±2,04 27,0±6,04 >0,05 27,3±4,03 14,3±3,28 <0,05
Гранулоциты 32,3±4,81 29,7±2,27 >0,05 38,0±2,49 46,8±4,01 >0,05
Прозрачные клетки 5,3±3,34 7,3±6,01 >0,05 8,0±0,82 6,3±2,51 >0,05
* достоверность рассчитывалась по сравнению с контролем
основными фагоцитами, и усиленное их расходование может быть результатом увеличения активности и разрушения. Свидетельством данного предположения служит тенденция к увеличению СЦК лизосомального белка и показателей спонтанного и индуцированного НСТ-теста.
Литература
1. Бигон М., Харпер Дж., Таунсенд К. Экология. Особи, популяции и сообщества. В 2-х томах: пер. с англ. М.: Мир, 1989. 477 с.
2. Шилов И.А. Экология. М.: Высшая школа, 2003. 512 с.
3. Мельников В.Н. Биотехнические основы промышленного рыболовства. М., 1983. 216 с.
4. Иванов А.П. Рыбоводство в естественных водоемах. М.: Агропромиздат, 1988. 367 с.
5. Маянский А.Н., Маянский Н.А., Заславская М.И., Позд-неев Н.М., Плескова С.Н. Апоптоз нейтрофилов // Иммунология. 1999. № 6. С. 11-20.
6. Bellavite P. The superoxide-forming enzymatic system of phagocytes // Free Radical Biology and Medicine. 1988. № 4. С. 225-261.
7. Виксман М.Е., Маянский А.Н. Применение реакции восстановления нитросинего тетразолия для оценки функционального состояния нейтрофилов человека // Казанский медицинский журнал. 1977. № 5. С. 99-100.
8. Somani B.L., Ambade V., Bulakh P. M., Sharma Y.V. 1999. Elimination of superoxide dismutase interference in fructosamine assay // Clinical Biochemistry. 32 (3): С. 185-188.
9. Маянский А.Н., Пазюк Е.А., Макарова Т.П. Паршакова Р.А., Пикуза О.И. Механизм и диагностические возможности реакции восстановления нитросинего тетразолия нейтро-филами человека // Казанский медицинский журнал. 1981. № 4 (62). С. 64-68.
10. Микряков В.Р. Актуальные вопросы иммунологии рыб // Теоретические аспекты рыбохозяйственных исследований водохранилищ. Л.: Наука, 1978. С. 116-133.
11. Микряков В.Р. Закономерности формирования приобретенного иммунитета у рыб. Рыбинск: Изд-во АН СССР, 1991. 154 с.
12. Балабанова Л.В. Влияние аммония и декальцинации среды на ультраструктуру гранулоцитов карпа, Ciprinus carpio L. // Цитология. 1998. Т. 40. №2/3. С. 144-146.
