ЭКОЛОГИЯ, 2013, № 4, с. 296-299
УДК 597.554.3:612.017+577.115
ОСОБЕННОСТИ ИММУННОГО СТАТУСА И ЛИПИДНОГО ОБМЕНА ЛЕЩА ABRAMIS BRAMA, ОБИТАЮЩЕГО В РЕКЕ КУБАНЬ
© 2013 г. Н. И. Силкина, В. Р. Микряков, Д. В. Микряков
Институт биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина РАН 152742 Ярославская обл., Некоузский р-н, пос. Борок e-mail: sni@ibiw.yaroslavl.ru Поступила в редакцию 10.04.2012 г.
Проведено исследование антимикробных свойств сыворотки крови, содержания иммунных комплексов, общих липидов, продуктов перекисного окисления липидов у леща Abramis brama, обитающего в р. Кубани в районах с разным уровнем антропогенного загрязнения. Показана зависимость величин исследованных признаков от места обитания рыб.
Ключевые слова: рыбы, гуморальный иммунитет, липиды, перекисное окисление липидов, антиокислительная активность.
Б01: 10.7868/80367059713040112
Река Кубань — протяженностью 870 км и площадью бассейна 58 тыс. км2 — протекает по территории Карачаево-Черкесии, Ставропольского и Краснодарского краев и Адыгеи и впадает в Азовское море. Она подвергается сильному антропогенному загрязнению отходами промышленных и коммунально-бытовых предприятий г. Краснодара и сельского хозяйства (www.yuga.ru). Концентрации таких токсических веществ, как соединения меди, железа, нефтяных углеводородов, соединений фенола, нитратов, тяжелых металлов (кадмия, мышьяка, никеля, молибдена, хрома, стронция, свинца, цинка, ванадия и др.) превышают в 4—7 раз ПДК. Так, только в 2010 г. в р. Кубань в районе г. Краснодара сброшено более 75 млн кубометров недостаточно очищенных сточных вод (http://www.kbvu-fgu.ru/publish1; Богданова, 2011). В бассейне реки обитает более 100 видов рыб, в том числе лещ, имеющий большое промысловое значение (Троицкий, Цунико-ва, 1988; Москул, 1994).
Известно, что у рыб при антропогенном загрязнении нарушаются темпы роста и развития, метаболические функции, механизмы иммунного гомеостаза и адаптивного потенциала (Микря-ков и др., 2001; Решетников и др., 1999; Немова, Высоцкая, 2004; Моисеенко, 2009; Силкина и др., 2010, 2012; и др.). Ранее нами (В. Микряков и др., 2001; Силкина и др., 2010, 2012) на примере леща Рыбинского водохранилища и рек Урала установлены особенности характера реагирования некоторых иммунофизиологических показателей рыб
на антропогенное загрязнение. У рыб, выловленных в техногенно-трансформированных экосистемах, отмечена дисрегуляция темпов и направления липидного обмена, динамического равновесия прооксидантно-оксидантной системы и функционального состояния гуморальных факторов иммунитета.
Однако в доступной литературе отсутствуют сведения о реакции иммунологических и биохимических механизмов гомеостаза рыб бассейна Кубани на антропогенное загрязнение. Между тем это важно для понимания процессов адаптации рыб к возмущающим факторам среды, оценке последствий антропогенного загрязнения на состояние здоровья рыб и оценке качества воды. В настоящей работе исследованы интегральные показатели, отражающие функциональное состояние иммунологических и биохимических механизмов, обеспечивающих оптимальный рост, развитие и иммунитет рыб к паразитам в онтогенезе на примере леща Abramis brama р. Кубани. Выбор данного вида обусловлен промысловой ценностью, массовостью и резким снижением численности популяции леща (Троицкий, Цуникова, 1988; Москул, 1994).
Цель нашей работы — сравнительный анализ некоторых иммунобиохимических показателей леща Abramis brama, обитающего в разных по уровню антропогенной нагрузки участках р. Кубани.
ОСОБЕННОСТИ ИММУННОГО СТАТУСА И ЛИПИДНОГО ОБМЕНА ЛЕЩА
297
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ
Материалом для исследования послужили 40 особей леща Abramis brama в возрасте 4+...5+ средней массой 560—570 г и длиной 32—34 см, отловленные в октябре 2011 г. в водах р. Кубани. Пробы для исследования отбирали на двух станциях, отличающихся по уровню антропогенной нагрузки. Станция № 1 находилась на 4.5 км ниже по течению г. Краснодара, а станция № 2 — на 5 км выше г. Краснодара, крупного промышленного центра и основного источника антропогенного загрязнения реки.
Анализ иммунологических и биохимических показателей осуществляли в тканях печени и сыворотке крови по данным бактериостатической активности сыворотки крови (БАСК), доле имму-нодефицитных особей (ИМД), содержанию неспецифических иммунных комплексов (ИК), общих липидов (ОЛ), продуктов перекисного окисления липидов (ПОЛ) и уровню антиокислительной защиты (АЗ).
Определяли БАСК нефелометрическим методом в модификации В.Р. Микрякова (1991). В качестве тест-микробов использовали суточную культуру Aeromonas hidrophila. В зависимости от уровня БАСК у рыб выявляли иммунодефицит-ных (ИМД) особей, сыворотка крови которых не угнетала развитие тест-микробов. Неспецифические иммунные комплексы (ИК) изучали методом селективной преципитации полиэтиленгли-колем по Ю.А. Гриневич и А.Н. Алферову (1981), адаптированным нами для рыб. Содержание ИК определяли спектрофотометрически при длине волны 280 нм.
Липиды из тканей экстрагировали и определяли стандартным методом по Фолчу (Folch et al., 1957). Об интенсивности ПОЛ в тканях судили по накоплению малонового диальдегида (МДА) — одного из конечных продуктов перекисного окисления. Концентрацию МДА определяли на основе учета количества продуктов перекисного окисления липидов, реагирующих с тиобарбиту-ровой кислотой и дающих с ней окрашенный комплекс (Андреева и др., 1988). Интенсивность процессов АЗ устанавливали интегральным методом В.Л. Семенова и А.М. Ярош (1985) по кинетике окисления восстановленной формы 2,6-ди-хлорфенолиндофенола кислородом воздуха в присутствии и при отсутствии тканевых экстрактов (КОС). Сущность метода заключается в том, что, чем выше скорость окисления субстрата в присутствии биологического материала, тем ниже содержание в тканях антиоксидантов, т.е. повышение показателя КОС свидетельствует о снижении в исследуемой ткани содержания антиок-сидантов.
%
45 40 35 30 25 20 15 10 5 0
□ 1 ■ 2
БАСК
ИМД
Рис. 1. Уровень БАСК и количество ИМД особей. Здесь и далее: 1 — станция № 1; 2 — станция № 2; * — достоверно относительно ст. 1 прир < 0.05.
Результаты исследований статистически обработаны при помощи стандартного пакета программ (приложение Б^^зИоа) с использованием ¿-теста,р < 0.05.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Анализ полученных результатов показал, что рыбы, обитающие в р. Кубани на участках с разным уровнем антропогенной нагрузки, отличались по состоянию иммунного статуса и липид-ного обмена (рис. 1—4).
У рыб, отловленных на станции № 1, уровень БАСК в среднем на 15.7% ниже по сравнению с таковыми со станции № 2 (рис. 1), что, вероятно, обусловлено иммунотоксическим влиянием пол-лютантов на функционирование гуморальных факторов иммунитета. Известно, что уровень БАСК служит интегральным показателем гуморальных факторов естественного иммунитета (системы комплемента, лизоцима, Ь-лизина, пропердина и др.) (Лукьяненко, 1989; В. Микря-ков, 1991). Низкие величины уровня, выявленные у рыб из загрязненного участка р. Кубани, указывают на глубокие нарушения в структурной организации гуморальной защиты и являются неблагоприятным прогностическим признаком. В обеих исследуемых группах рыб присутствовали ИМД особи, не обладающие бактерицидными свойствами. Однако в группе рыб, отловленных ниже г. Краснодара, доля ИМД особей была более высокой, чем у рыб выше по течению р. Кубани, более чем на 25% (см. рис. 1).
Количественные характеристики ИК леща, отловленного на станции № 1, на 17.8 и 19.4% в сыворотке крови и печени соответственно превышали аналогичный показатель у группы рыб с участка № 2 (рис. 2), что свидетельствует о наличии токсикантиндуцируемого аутоиммунного процесса у рыб, обитающих в загрязненном пол-
298
СИЛКИНА и др.
Содержание, усл. ед. 250
200 150 100 50
0
Печень
Сыворотка крови
Рис. 2. Уровень содержания ИК в печени и сыворотке крови.
Содержание, мг %
4000 г
3500 -
3000 -
2500 -
2000 -
1500 -
1000 -
500 -
0
Печень
Сыворотка крови
Рис. 3. Содержание ОЛ в печени и сыворотке крови.
лютантами районе. ИК — комплексы, состоящие из антигена, антител и связанных с ними компонентов системы комплемента, играют важную роль в процессах регуляции иммунных реакций, элиминации ксенобиотиков из организма и поддержании иммунофизиологического гомеостаза. Образование ИК, обусловленное снижением функции клеток фагоцитарной системы, проис-
Содержание, Нмоль/г 25 г (а)
20 ' '
15
10
5
0
Печень
КОС л/мл ■ мин 16 р (б) 14 12 10 8 6 4 2 0
Печень
Сыворотка крови
Сыворотка крови
Рис. 4. Содержание МДА (а) и показатель КОС (б) в печени и сыворотке крови.
ходит при насыщении организма чужеродными телами, в том числе аутоантигенами и инфекционными агентами (Логинов и др., 1999; Ройт и др., 2000). Избыток уровня ИК наблюдается при инфекционных, токсических и аутоиммунных болезнях, вызывая супрессию иммунных реакций, что является причиной развития неконтролируемых патологических процессов (Ройт и др., 2000). По-видимому, повышенные показатели ИК — одна из причин снижения БАСК у лещей, выловленных в загрязненной зоне.
При исследовании уровня общих липидов в тканях рыб с разных станций существенных отличий не обнаружено (рис. 3), однако у лещей, отловленных на станции ниже города, установлен дисбаланс в прооксидантно-антиоксидантной системе, что выражается в смещении равновесия ПОЛ о АЗ в сторону интенсификации неконтролируемых процессов ПОЛ. У рыб со станции № 1 отмечен более высокий уровень содержания конечных продуктов переокисления липидов — МДА (рис. 4а), а также высокая скорость кинетики окисления субстрата — КОС (рис. 4б). Это свидетельствует о резком снижении уровня антиокси-дантных структур в исследуемых тканях. Неконтролируемому нарастанию продуктов пероксидации липидов при воздействии стресс-факторов, как известно, препятствует многоуровневая система анти-оксидантной защиты, состоящая из антиоксидант-ных ферментов (супероксиддисмутаза, каталаза, глутатионпероксидаза, глутатион^-трансфераза) и низкомолекулярных антиоксидантных соединений (восстановленный глут
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.