Состав крови сибирской плотвы Rutilus rutilus (L., 1758) (Cyprinidae) залива Черкалов оз. Байкал

Залив Черкалов (Истокский сор) озера Байкал является мелководным участком прибрежно-соровой зоны Байкала, отделенным от акватории северной части Южного Байкала узкой песчаной косой. Залив является частью авандельты р. Селенги, принимая южные протоки дельты, входит в состав Селенгинского рыбопромыслового района Бурятии. Благодаря особому гидрохимическому режиму сора (низкая прозрачность, хорошая прогреваемость воды, наличие значительной биомассы фито- и зоопланктона) [Дагурова и др., 2022] создается достаточно крупная сырьевая база для частиковых рыб и байкальского омуля, являющихся основными промысловыми видами в регионе [Рыбы озера Байкал... 2007].

Рыбы являются высокоэнергетическими пищевыми источниками протеинов, липидов и эссенциальных микроэлементов, традиционно включаемыми в питание населения. Вместе с тем ухудшение состояния природных водоемов в результате антропогенной деятельности и климатических изменений, влияющих на здоровье рыб, вызывает серьезную озабоченность в отношении популяций диких рыб. Для того чтобы минимизировать влияние болезней на рыб, знание и понимание адаптационных механизмов организма при различных стресс-факторах и при воздействии инвазионных патогенов являются основополагающими.

Одним из подходов к выявлению путей, связанных с функциональностью органов, является изучение гемопоэза организма. В условиях воздействия абиотических и биотических факторов среды реактивные изменения эритрона и лейкоцитарного звена системы крови рыб играют важную роль для поддержания гомеостаза, достоверно отражают патологические реакции в организме и позволяют оценивать адаптационные сдвиги при многих патологиях [Ahmed et al., 2020; Seibe et al., 2021; Suvorova et al., 2023].

В ихтиофауне оз. Байкал доминирующими представителями являются рыбы семейства карповых (Cyprinidae). Сибирская плотва Rutilus rutilus (L., 1758) — типичный вид байкальского мелководья. По типу питания плотва относится к эврифагам, способна свободно переходить на потребление различных пищевых объектов [Промысловые виды рыб... 2012]. Половозрелости рыбы достигают к трем-четырем годам, период нереста отмечается с середины мая по первые числа июня [Рыбы озера Байкал... 2007]. Плотва отличается эврибионтностью, а также отсутствием активных нерестовых и нагульных миграций, поэтому может выступать ценным биоиндикатором здоровья популяции и состояния среды обитания в целом.

Цель данной работы — определить особенности гематологических показателей сибирской плотвы из залива Черкалов оз. Байкал с целью оценки ее физиологического состояния.

Материал и методы

Биологический материал был получен в марте 2017 г. в заливе Черкалов оз. Байкал от половозрелой плотвы (III–IV степень зрелости) близкого возрастного состава (5+ … 7+) при одинаковом соотношении самцов и самок, длиной и массой: 180–215 мм и 83–120 г. Биологические параметры определяли согласно И. Ф. Правдину (1966). Поскольку рыбы, зараженные патогенными паразитами, резко отличаются по иммунологическим и гематологическим показателям, то большое значение придавалось репрезентативности исследованных выборок по паразитарному фактору. Уровень зараженности фоновыми паразитами всех исследованных популяций плотвы и ельца был невысокий, и клинические или патоморфологические проявления болезней не зарегистрированы.

Кровь живых рыб отбирали стерильной пастеровской пипеткой из кровеносного сосуда после отсечения хвоста. Часть свежих образцов крови для исследования эритрона и лейкоцитарного состава крови использовали для приготовления препаратов крови. Мазки крови фиксировали раствором Май-Грюнвальда с последующим окрашиванием по Романовскому. На препаратах определяли лейкоцитарную формулу на 200 клеток белой крови. Число незрелых эритроцитов и ядер-теней устанавливалось на 1000 зрелых эритроцитов. Клетки крови до вида идентифицировали по классификации Н. Т. Ивановой (1983). Общее число эритроцитов, лейкоцитов, концентрацию гемоглобина определяли согласно Сборнику... (1999). Часть крови набирали в пробирку для приготовления сыворотки. В сыворотке крови методом осаждения насыщенными растворами фосфатов определяли общее количество иммуноглобулинов [Сборник... 1999]. Статистический анализ проводили с помощью пакета программ Statistica 6.0. В таблице представлены средние значения и их стандартные ошибки.

Результаты и обсуждение

Оценка благополучия здоровья популяций диких рыб в настоящее время является актуальным в связи с ухудшением состояния природных водоемов в результате антропогенного загрязнения и климатических изменений. Для того чтобы снизить риск возникновения патологий и оценки адаптационных возможностей вида, изучение гомеостатических механизмов и фоновых физиологических параметров организма рыб имеет большое значение. Кроветворение — это процесс, при котором одна популяция гемопоэтических клеток производит эритроциты, тромбоциты и все типы лейкоцитов [Иванова, 1983; Грушко, 2010]. Клетки крови — высокочувствительные элементы, как в стабильном состоянии, так и в стрессовых условиях находятся в постоянном самообновлении и пролиферируют для поддержания гомеостаза [Реакция эритропоэза... 2019; Seibe et al., 2021]. Поэтому гематологическое исследование является полезным инструментом для мониторинга состояния здоровья и выявления заболеваний у рыб.

Морфологический анализ крови плотвы показал типичную для костистых рыб цитологическую дифференцировку (эритроциты, лимфоциты и нейтрофилы на разных стадиях развития) [Nabi et al., 2022; Zhu, Su, 2022] (табл.). Эритроидные элементы были преобладающей группой в составе крови, их содержание было адекватно высоким, в пределах 1,2–1,9 млн кл., уровень гемоглобина, этого железосодержащего белка, способного связываться с кислородом, тем самым обеспечивать доставку в ткани, был в среднем также на достаточно высоком уровне (рис.). Была зарегистрирована активация пролиферации клеток эритроидного ряда. Число незрелых элементов достигало 60 %, а число разрушенных эритроцитов (тени) 20 %, отмечены низкая встречаемость обратимых пойкилоцитов (зубчатые эритроциты) и отсутствие необратимых клеточных аномалий. Наши исследования выявили развитие компенсаторных процессов в эритроне для поддержания циркулирующей эритроцитарной массы. Такая картина эритрона типична в подледный и ранневесенний периоды, когда рыба испытывает некоторую степень гипоксии на фоне снижения уровня кислорода в воде, и имеет в основном сезонный характер [Головина, Тромбицкий, 1989; Мазур, 2015]. В целом данные изменения свидетельствовали о высоких адаптационных способностях эритропоэза плотвы «черкаловской» популяции.

Рис. Содержание гемоглобина (г/л) и гамма-глобулинов (иммуноглобулинов, г/л) сибирской плотвы Rutilus rutilus (L., 1758) залива Черкалов оз. Байкал

При изучении лейкоцитарной реакции крови были отмечены некоторые особенности (табл.). Анализ общего числа лейкоцитов в крови плотвы показал его широкие количественные колебания от 3,0 тыс. до 7,0 тыс. / мкл крови. Лейкоцитарная формула имела лимфоидную направленность, также отмечено наличие моноцитов; гранулоцитарная линия представлена зрелыми и пролиферирующими стадиями нейтрофилов. Среди лимфоцитов доминировали зрелые формы (до 98 %), которые являются ведущими эффекторами иммунного ответа. Выявлена низкая интенсивность гранулопоэза: число незрелых форм (миелоцитов и метамиелоцитов), палочкоядерных и функционально зрелых сегментоядерных нейтрофилов было не выше 3 %. Нейтрофилы также являются важными иммуннокомпетентными клетками, обладают хемотаксисом, фагоцитарными функциями, способны продуцировать иммунорегуляторные сигнальные белки — цитокины, участвуют в воспалительных реакциях [Zou, Secombes 2016; Makesh et al., 2022]. Регистрировалось и низкое число циркулирующих моноцитов (у трех особей, не более 1 % общего числа всех лейкоцитов) и отсутствие таких гранулоцитов, как базофилы и эозинофилы. Моноциты, предшественники макрофагов (клетки системы моно-нуклеарных фагоцитов), ответственны за широкий спектр иммунных реакций — от врожденных до адаптивных [Mokhtar et al., 2023]. Эозинофилы, базофилы, являющиеся иммунореактивными компонентами и участниками аллергических процессов [Makesh et al., 2022], реже других лейкоцитов встречаются в кровеносном русле рыб [Mokhtar et al., 2023]. Поэтому невысокое число гранулоцитов и моноцитов свидетельствовало об отсутствии воспалительных процессов в организме. Цитоморфологический анализ лейкоцитов не обнаружил клеточных аномалий, встречаемость вакуолизированных клеток была минимальной и не превышала 4 %, что указывало на адекватно протекающие внутриклеточные процессы.

Белки крови представляют большой интерес для оценки здоровья рыб, являясь в целом достаточно лабильной системой, в то же время находятся в зависимости от окружающей среды и индивидуальных особенностей [Биохимические показатели... 2020; Alfonso et al., 2024]. Исследование белкового спектра крови показало широкое варьирование уровня гамма-глобулинов (11–30 г/л) (рис.). Гамма-глобу-лины — это белковая фракция крови, включает циркулирующие иммуноглобулины

(антитела), играющие важную роль в гуморальном иммунитете и обеспечивающие иммунную защиту организма от инфекций и чужеродных веществ [Alfonso et al., 2024]. Широкий диапазон концентрации этих белков свидетельствовал о неоднородности рыб по иммунному статусу, что, вероятно, связано с индивидуальными особенностями иммунного реагирования на разнообразные факторы естественной среды обитания [Головина, Тромбицкий, 1989]. При сопоставлении с данными по гематологическим показателям плотвы, обитающей в других водоемах Республики Бурятия, клеточный состав крови плотвы залива Черкалов принципиально от них не отличался, но тем не менее имел некоторые особенности. Сравнительный анализ показателей крови плотвы «черкаловской» популяции с плотвой из оз. Гусиное в ранневесенний период показал схожую картину крови [Мазур, 2015]. Плотва залива Черкалов имела более высокое содержание гемоглобина, общего числа лейкоцитов, лимфоцитов, низкое число эритроцитов относительно таковых плотвы из оз. Котокельское [Мазур и др., 2024]. Плотва «черкаловской» популяции отличалась от плотвы Чивыркуйского залива оз. Байкал более низкими значениями эритроцитов, лейкоцитов и лейкоцитарных гранулоцитов [Мазур, 2024]. Выявленные различия состава периферической крови рыб были, очевидно, обусловлены разным исходным иммунофизиологическим статусом рыб.

Таблица

Показатели крови сибирской плотвы Rutilus rutilus (L., 1758) залива Черкалов оз. Байкал

Таким образом, состав крови плотвы залива Черкалов свидетельствовал о хорошем адаптационном физиологическом потенциале вида после зимовки и указывал в основном на развитие компенсаторных процессов, вероятно, в ответ на комплексное воздействие неблагоприятных факторов среды в исследуемый период года.