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.