научная статья по теме ИЗМЕНЕНИЕ МОРФОФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ИММУНОКОМПЕТЕНТНЫХ ОРГАНОВ КАРПА CYPRINUS CARPIO ПОД ВЛИЯНИЕМ ГОРМОНА СТРЕССА Биология

Текст научной статьи на тему «ИЗМЕНЕНИЕ МОРФОФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ИММУНОКОМПЕТЕНТНЫХ ОРГАНОВ КАРПА CYPRINUS CARPIO ПОД ВЛИЯНИЕМ ГОРМОНА СТРЕССА»

ВОПРОСЫ ИХТИОЛОГИИ, 2007, том 47, № 3, с. 418-424

УДК 597.554.3.577.17

ИЗМЕНЕНИЕ МОРФОФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ИММУНОКОМПЕТЕНТНЫХ ОРГАНОВ КАРПА CYPRINUS CARPIO ПОД ВЛИЯНИЕМ ГОРМОНА СТРЕССА

© 2007 г. Д. В. Микряков, В. Р. Микряков, Н. И. Силкина

Институт биологии внутренних вод РАН - ИБВВ, Борок Ярославской области

E-mail: mvr@ibiw.yaroslavl.ru Поступила в редакцию 05.09.2005 г.

Обобщены результаты исследований влияния аналога кортизона на морфофункциональное состояние иммунокомпетентных органов (печени, почки и селезенки) карпа Cyprinus carpió. Рыбы на введение гормона реагировали изменением соматических индексов иммунокомпетентных органов, активацией перекисного окисления липидов. Показана зависимость исследуемых признаков от особенностей структурно-функциональной организации органов и времени, прошедшего после инъекции гормона.

Рыбы как в естественных, так и в искусственных условиях обитания неоднократно подвергаются воздействию различных по природе и происхождению стресс-факторов: физических, химических, биологических, паразитарных, нерестовых, транспортных, технологических (при индустриальных способах выращивания), техногенных и т.д. (Pickering, 1981; Лукьяненко, 1983; Кашулин и др., 1999; и др.). Стрессорная реакция у рыб, подобно таковой у высших позвоночных (Селье, 1960; Горизонтов, 1981; Розен, 1994; и др.), сопровождается активацией синтеза гормонов стресса -соматотропного и адренокортикотропного гормона, кортизола, катехоламинов, и вызванных ими нарушениями метаболических процессов, иммунологических функций и адаптивного потенциала (Pickering, 1981, 1993; Smith, 1982; Brown, 1993; Wendelaar Bonga, 1997; Баюнова и др., 2000; Мартемьянов, 2002; и др.).

Кортизол и его производные считаются одними из основных гормонов, осуществляющих повреждение структуры и функции иммунной системы при стрессе. Они вызывают лизис тимико-лимфоидной ткани, активацию аутоиммунных процессов, лимфопению, нейтрофилию, подавление специфического и неспецифического иммунного ответа и увеличение восприимчивости животных, в том числе и рыб, к заболеваниям (Горизонтов, 1981; Anderson, 1990; Pickering, 1993; Розен, 1994; Wendelaar Bonga, 1997; Хаитов, Лесков, 2001; Микряков, Микряков, 2002; Микряков, 2004). Повышение плазменного кортизола является индикатором влияния на рыб разных по природе и происхождению стресс-факторов (Wendelaar Bonga, 1997). Установлена положительная корреляция иммунодепрессивного состояния и повышенной чувствительности стрессированных

рыб к болезнетворным организмам с высоким уровнем содержания плазменного кортизола (Ellis, 1981; Pickering, Pottinger, 1989; Suzuki, Iida, 1992; Wendelaar Bonga, 1997; и др.). Это заключение находится в соответствии с эффектами, полученными на рыбах после введения кортизола и его синтетических аналогов: гидрокортизона и дексаметазон-фосфата (Микряков В., 1991; Wendelaar Bonga, 1997; Микряков, Микряков, 2002; Микряков Д., 2004; Микряков и др., 2004).

Накопленные в литературе данные в основном посвящены изучению влияния кортизола и кортизона на закономерности формирования специфического и неспецифического иммунного ответа, структурно-функциональное состояние лейкоцитов, содержание Т- и В-лимфоцитов, реакцию миграции макрофагов в организме рыб (Stave, Rob-erson, 1985; Espelid et al., 1996; Wendelaar Bonga, 1997; Микряков, Микряков, 2002; Микряков, 2004; Микряков и др., 2004; и др.).

Однако в литературе практически отсутствуют данные о характере изменения морфофизио-логического состояния иммунокомпетентных органов на экзогенное введение кортизола и его аналогов. Между тем известно, что у стрессированных рыб после воздействия неблагоприятных факторов происходит снижение соматических индексов и нарушение структурно-функциональных характеристик органов иммунитета - почек, печени и селезенки (Степанова и др., 1998; Кашулин и др., 1999; Микряков и др., 2001; Балабанова и др., 2003). Происходящие в иммунокомпетентных органах под влиянием стрессоров атрофиче-ские и деструктивные процессы свидетельствуют об истощении их лимфоидной ткани, основная масса которой, кроме тимуса, топографически у большинства костистых рыб располагается в

про- и мезонефросе, селезенке, частично в печени, вдоль стенки пищевода, кишечника и в области перикарда (Микряков, 1991; Галактионов, 1995; Zapata et al., 1996; Кондратьева и др., 2001; Микряков и др., 2001).

Изучение этого вопроса представляется весьма важным для выяснения механизма повреждающего действия кортизона на иммунокомпетент-ные органы рыб, находящихся в состоянии стресса, и определение возможности использования параметров изменения морфофизиологических характеристик исследуемых органов в качестве индикатора стресса. Это важно также при мониторинге условий среды обитания, темпа роста, развития и при разработке профилактических и оздоровительных мероприятий по борьбе с последствиями влияния стресс-факторов на иммунный статус и состояние здоровья рыб.

Целью работы было определение характера влияния кортизона на морфофизиологическое состояние различных по структурно-функциональной организации иммунокомпетентных органов (почек, селезенки и печени) карпа Cyprinus carpió, выполняющих разнообразные иммунологические функции.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА

Опыты ставили на карпах в возрасте 2+, 3+ средней массой 200-250 г. Рыб содержали в принудительно аэрируемых аквариумах при температуре воды 18-20°С; содержание кислорода 4-5 мг/л, рН 7.2-7.4. В качестве гормонального препарата использовали дексаметазон-фосфат - аналог кортизона (фирма КРКА, Novo mesto, Словения). Обработку рыб гормоном проводили путем парентеральных инъекций в дозе 2 мг/особь. Пробы отбирали через 1, 3, 7, 14 и 21 сут после внутри-брюшинной инъекции гормона.

Особей карпов подвергали полному биологическому анализу. Морфофункциональное состояние иммунокомпетентных органов оценивали по соматическим индексам почек, селезенки и печени, по интенсивности перекисного окисления ли-пидов (ПОЛ) и общей антиокислительной активности (ОАА).

Индекс рассчитывали по процентному отношению исследуемого органа к массе рыбы по формуле: X = A/B х 100, где X- индекс органа, %; A - масса органа, г; B - масса рыбы, г.

Перекисное окисление липидов изучали в тканях печени, почки и селезенки. Липиды из тканей экстрагировали общепринятым методом по Фол-чу (Folch et al., 1957). Об интенсивности ПОЛ в тканях судили по накоплению малонового диаль-дегида (МДА) - одного из конечных продуктов перекисного окисления. Концентрацию МДА определяли на основе учета количества продук-

тов перекисного окисления липидов, реагирующих с тиобарбитуровой кислотой и дающих с ней окрашенный комплекс. Интенсивность окрашивания оценивали спектрофотометрически по изменению максимума поглощения при 532 нм (Андреева и др., 1988). Содержание МДА вычисляли с учетом коэффициента молярной экстинкции МДА (1.56 х 105 М-1 с-1) и выражали в наномолях на 1 г ткани. Исходно в животных тканях содержание малонового диальдегида крайне незначительно, и 98% его образуется в процессе взаимодействия тиобарбитуровой кислоты при разрушении гидроперекисей липидов. Содержание продуктов, реагирующих с тиобарбитуровой кислотой, вычисляли по формуле: X = E х 85.47, где X - содержание продуктов, реагирующих с тиобарбитуровой кислотой, выраженное в количестве малонового диальдегида (мкмоль/л); E - оптическая плотность при 535 нм.

Об общей (интегральной) антиокислительной активности судили по кинетике окисления восстановленной формы 2,6-дихлорфенолиндофенола кислородом воздуха в присутствии тканевых экстрактов по общепринятой методике, описанной Семеновым и Ярошем (1985). Гомогенат получали путем растирания тканей иммунокомпетентных органов с физиологическим раствором в соотношении 1 : 1. Константу ингибирования окисления субстрата, являющуюся показателем антиокислительной активности органа, определяли относительно контроля по формуле: К=Ккон - Коп/С, где Ккон и Коп - константы скоростей окисления субстрата соответственно в контроле и в опыте, C- концентрация биологического материала в кювете.

Результаты исследований подвергали статистической обработке при помощи стандартного пакета программ (Microsoft Office 98, приложение Statistica) с последующей оценкой различий с использованием t-теста,p < 0.05.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Анализ полученных результатов показал, что карпы на введение гормона стресса реагировали изменением исследованных параметров (рис. 1, 2, 3). Данные исследования соматических индексов почек, селезенки и печени под влиянием кортизона отличаются размахом и амплитудой изменчивости. Динамика изменений количественных показателей соматических индексов исследованных органов имела разное направление. Установленные особенности динамики изменений относительной массы почек, селезенки и печени карпа отражают особенности их структурно-функциональной организации и содержание в тканях исследуемых органов гормончувствительных клеток и тканей, ответственных за поддержание иммунного гомеостаза.

Индекс почек, % 1.0

0.9 0.8

А'

0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1

Перед опытом

Опыт

Контроль

0

14 21 Сутки

Рис. 1. Индекс почек карпа Cyprinus carpió после инъекции дексаметазон-фосфата.

Соматические индексы почек, основная масса которых состоит из лимфомиелоидной ткани, выполняющей иммунологические и гемопоэтиче-ские функции (Иванова, 1983; Микряков, 1991; Галактионов, 1995; Zapata et al., 1996; Кондратьева и др., 2001; Микряков и др., 2001), у опытных рыб изменялись в сторону снижения (от 0.60 ± ± 0.01 до 0.54 ± 0.04), тогда как у контрольных - повышения (от 0.73 ± 0.04 до 0.84 ± 0.04) (рис. 1, 2, 3). Обнаруженная тенденция снижения индексов почек под влиянием кортизона свидетельствует об атрофии органа, вызванной истощением (лизисом) лимфоидной ткани, и согласуется аналогичными изменениями органов иммунной системы у теплокровных животных (Горизонтов, 1981; Розен, 1994; Хаитов, Лесков, 2001) после введения иммуносупрессивных гормонов и их синтетических аналогов.

Индекс селезенки, % 0.6

0.5 0.4 0.3 0.2 0.1

0

Л

-i

.................*........

--Í-..

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком