БИОЛОГИЯ ВНУТРЕННИХ ВОД, 2ÜÜ9, № 1, с. 91-93
ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ И БИОХИМИЯ ГИДРОБИОНТОВ
УДК 597.554.3:612.017
РЕАКЦИЯ ЛЕЙКОЦИТОВ КАРПА Cyprinus carpió L. НА ГОРМОНИНДУЦИРОВАННЫЙ СТРЕСС
© 2009 г. Л. В. Балабанова, Д. В. Микряков, В. Р. Микряков
Институт биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина РАН, 152742 пос. Борок, Ярославская обл., Некоузский р-н, e-mail: mvr@ibiw.yaroslavl.ru Поступила в редакцию 08.10.2007 г.
Изучено влияние кортизона на состав лейкоцитов крови карпа Cyprinus carpió L. В лейкограмме опытных рыб после введения гормона зафиксировано уменьшение относительного количества лимфоцитов и увеличение нейтрофилов и бластных форм клеток.
Ключевые слова: кортизон, карп, лейкоциты.
ВВЕДЕНИЕ
Рыбы в естественных и искусственных условиях воспроизводства часто подвергаются действию разных по происхождению стресс-факторов: физических, химических, биологических, паразитарных, нерестовых, транспортных, технологических (при индустриальных способах выращивания) и т.д. На любое стрессовое воздействие организм рыб отвечает активацией образования кортикостероидных гормонов (кортизола, кортизона и др.) и катехола-минов. Повышение содержания кортизола или его производных вызывает в организме рыб дестабилизацию структурно-функционального состояния клеточных и гуморальных факторов иммунитета, истощение иммунной системы и супрессию адаптивного иммунитета к паразитам [6-8, 12-14]. Мишенью кортикостероидов, или гормонов стресса, вызывающих депрессию иммунной защиты, служит лимфоидная ткань, а на уровне клеток - лимфоциты, которые осуществляют распознавание "своего" и "чужого", отторжение чужеродных тел, синтез цитокинов и участвуют в формировании адаптивного иммунитета.
Ранее показано, что под влиянием аналога кортизона у карасей Carassius carassius Ь. происходит дестабилизация процессов лейкопоэза: подавляется лимфопоэз, а миелопоэз активизируется [6, 7].
Представляло интерес изучение влияния гормона стресса (кортизона) на состав лейкоцитов других видов рыб, что важно для понимания механизмов, вызывающих повреждение иммунной системы, и при разработке методов ранней диагностики характера влияния стрессоров на состояние здоровья и иммунный статус рыб.
Цель работы - определение характера влияния кортизона на состав лейкоцитов периферической крови карпа Cyprinus carpio L.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Опыты проводили в аквариальных условиях на 60 карпах Cyprinus carpio L. в возрасте 3+ средней массой 200 г. В качестве гормонального препарата применяли дексаметазон-фосфат фирмы КРКА, Novo mesto, Slovenia. Данный синтетический гормон - аналог природного кортизона. Рыб обрабатывали дексаметазон-фосфатом путем парентеральных инъекций в дозе 0.2 мл, или 0.8 мг активного вещества дексаметазон-фосфата на особь, что соответствует 0.012 мг% кортизола стрессиро-ванных рыб [3]. Материал собирали через 1, 3, 7, 14 и 21 сут после инъекции гормона. О влиянии декса-метазон-фосфата на клетки иммунной системы рыб судили по данным анализа состава лейкоцитов. Состав лейкоцитов определяли в мазках крови, окрашенных по Романовскому-Гимза. В каждом мазке определяли относительное количество лимфоцитов, палочко- и сегментоядерных нейтрофилов, эозинофилов, базофилов, моноцитов и бластных форм клеток под световым микроскопом МБИ-15 (окуляр х7; объектив х90), просчитывая по 200 кл.
Результаты исследований подвергали статистической обработке c помощью стандартного пакета программ (Microsoft Office 98, приложение Statistica) с использованием i-теста, p < 0.05.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
При исследовании лейкограмм периферической крови у опытных рыб по сравнению с контрольны-
92 БАЛАБАНОВА и др.
Изменение количества лейкоцитов под влиянием дексаметазона, %
Время, сут Лимфоциты Моноциты Палочко-ядерные нейтрофилы Сегменто-ядерные нейтрофилы Эозинофилы Базофилы Бластные формы
Контроль 76.7 ± 3.46 2.7 ± 0.41 5.4 ± 1.84 1.5 ± 0.45 4.9 ± 0.53 1.3 ± 0.31 7.6 ± 0.76
1 49.1 ± 4.29* 2.9 ± 0.40 24.8 ± 4.35* 2.8 ± 1.35 4.0 ± 0.50 2.4 ± 0.10 14.0 ± 1.78*
3 67.2 ± 2.89 2.0 ± 0.29 11.6 ± 1.46* 2.5 ± 0.59 3.9 ± 0.69 1.2 ± 0.25 11.6 ± 1.40*
7 64.8 ± 7.43* 1.6 ± 0.29 20.5 ± 7.03* 1.2 ± 0.33 2.7 ± 1.11 0.9 ± 0.36 8.3 ± 1.04
14 61.3 ± 6.47* 1.8 ± 0.43 21.1 ± 4.99* 4.9 ± 1.92 2.1 ± 0.85* 0.4 ± 0.18 8.4 ± 1.54
21 71.5 ± 3.59 1.1 ± 0.10 16.1 ± 2.25* 4.3 ± 1.11 1.1 ± 0.24* 0.1 ± 0.10 5.8 ± 0.73*
* Достоверно относительно контроля прир > 0.05.
ми отмечены различия в содержании лимфоцитов, палочкоядерных нейтрофилов и бластных форм клеток (см. таблицу). У карпов, получивших инъекцию гормона, наблюдали лимфопению, нейтрофи-лию и увеличение количества бластных форм клеток, по сравнению с интактными особями. Во все сроки наблюдения доля лимфоцитов, осуществляющих функции распознавания "своего" и "чужого", презентации антигена и участвующих в регенераци-онно-восстановительных процессах, в крови опытных рыб была меньше, чем в крови контрольных. Минимальные значения количества лимфоцитов у опытных рыб выявлены через 24 ч после введения дексаметазон-фосфата. В дальнейшем содержание этих клеток возрастает, но и на 7-е и 14-е сутки наблюдения достоверно отличается от контроля. Данные, полученные в конце срока наблюдения, отличаются от контрольных показателей незначительно.
Количественные характеристики палочкоядерных нейтрофилов у рыб, получивших инъекцию дексаметазон-фосфата, превышали таковые контрольных. В течение всего периода наблюдения в лейкограмме опытных рыб отмечено значительное увеличение содержания этих клеток, основная функция которых - фагоцитоз микроорганизмов.
Достоверное увеличение бластных (незрелых) форм клеток у карпов, получивших инъекцию дексаметазон-фосфата, по сравнению с контролем отмечено на 1-е и 3-и сут наблюдения. Данные, полученные через 1 и 2 нед, фактически не отличались от контрольных показателей, а к концу опыта содержание бластных форм клеток достоверно снижалось.
ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
Полученные данные показывают, что иммунная система карпа реагирует на действие кортизона изменением состава лейкоцитов, в частности процентного соотношения отдельных типов клеток белой крови, уменьшением содержания лим-
фоцитов, активацией образования нейтрофилов и бластных форм клеток.
Уменьшение количества лимфоцитов, с одной стороны, а с другой - увеличение количества грану-лоцитов, свидетельствует о том, что у подопытных карпов дифференцировка иммунокомпетентных стволовых кроветворных клеток в сторону образования клеток лимфоидного ряда подавляется, а мие-лоидных - активизируется. Это происходит, по-видимому, в результате нарушения синтеза цитокинов клетками лимфомиелоидной ткани, выполняющими функции регуляции процессов дифференциров-ки, межклеточного взаимодействия и формирования клеточного и гуморального иммунитетов [2, 11]. Вполне вероятно, что под влиянием дексаметазон-фосфата прежде всего погибают клетки, ответственные за синтез цитокинов, регулирующих лим-фопоэз, и не погибают клетки, вырабатывающие медиаторы, контролирующие гранулопоэз.
Наблюдаемые тенденции в изменении соотношения лейкоцитов в крови карпа аналогичны таковым у карасей [7]. Различия между этими видами рыб в том, что у карасей эти изменения обратимы, а у карпов - нет. Это подтверждено при исследовании степени разбалансированности состава лейкоцитов [5, 10]. Если у карасей по истечении 7-10 сут показатели возвращались к норме, то у карпов стабилизации состава лейкоцитов до конца срока наблюдения не отмечено.
Вызываемые под влиянием кортизона в составе лейкоцитов изменения аналогичны встречающимся у рыб после действия стресс-факторов [1, 4, 9]. Первоначально и у стрессированных рыб, и при введении гормонов стресса [7] происходит лимфо-цитолиз, вследствие которого изменяется соотношение между лимфоцитами и гранулоцитами, обусловленное подавлением лимфопоэза и усилением гранулопоэза.
Выводы. Под действием аналога кортизона у карпов в периферической крови изменяется соотношение отдельных типов лейкоцитов. Изменения в лейкоцитарной формуле у карпов аналогичны та-
БИОЛОГИЯ ВНУТРЕННИХ ВОД < 1 2009
РЕАКЦИЯ ЛЕЙКОЦИТОВ КАРПА Cyprinus carpió L.
93
ковым у карасей и отражают развитие общего адаптационного синдрома по Г. Селье [9] на стресс.
Работа выполнена при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований, грант < 06-04-48812.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Балабанова Л.В., Микряков В.Р. Сравнительная характеристика действия нафталина и фенола на показатели белой крови карася Carassius carassius (L.) // Биология внутр. вод. 2002. № 2. С. 100-102.
2. Галактионов В.Г. Иммунология: Учебник. М.: Изд-во МГУ, 1998. 480 с.
3. Лае Р.М. Химическая биология рыб. М.: Пищ. пром-сть, 1976. 350 с. (Love R.M. The chemical biology of fishes. L.; N.Y.: Acad. Press, 1970. 350 p).
4. Микряков В.Р., Балабанова Л.В., Заботкина E.A. и др. Реакция иммунной системы рыб на загрязнение воды токсикантами и закисление воды. М.: Наука, 2001. 126 с.
5. Микряков В.Р., Терещенко В.Г., Микряков Д.В. Использование индекса Шеннона для оценки последствий влияния стресс-факторов на структурную организацию состава лейкоцитов рыб // Вопр. рыболовства. 2005. Т. 6. № 3(23). С. 518-532.
6. Микряков Д.В. Влияние некоторых кортикостеро-идных гормонов на структуру и функцию иммунной системы рыб: Автореф. дис. ... канд. биол. наук. М., 2004. 24 с.
7. Микряков Д.В., Микряков В.Р. Влияние гормона стресса кортизона на состав лейкоцитов крови золотого карася Carassius carassius L. // Биология внутр. вод. 2005. № 4. С. 72-76.
8. Микряков Д.В., Силкина НИ., Микряков В.Р. Влияние дексаметазон-фосфата на морфофункци-ональное состояние иммунокомпетентных органов карася (Carassius carassius L.) // Вопр. ихтиологии. 2004. Т. 44. № 6. С. 842-846.
9. Селье Г. Очерки об адаптационном синдроме. М.: Медгиз, 1960. 254 с.
10. Терещенко В.Г., Балабанова Л.В., Микряков В.Р. Сравнительный анализ влияния гормона стресса и транспортировки на структурную организацию лейкоцитов различных видов рыб // Проблемы иммунологии, патологии и охраны здоровья рыб и других гидробионтов - 2: Матер. международ. конф. М., 2007. С
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.