Сельскохозяйственная биология, 2018, том 53, № 2, с. 337-347.
(для цитирования)

doi: 10.15389/agrobiology.2018.2.337rus

УДК 639.3/.5:574.5:591.1

ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПОЙКИЛОТЕРМНЫХ
ГИДРОБИОНТОВ ИЗ ПРИРОДНЫХ И ИСКУССТВЕННЫХ
ВОДНЫХ БИОЦЕНОЗОВ

Д.Д. АДЖИЕВ¹, Г.И. ПРОНИНА², А.А. ИВАНОВ³, Н.Ю. КОРЯГИНА²

Для оценки устойчивости природных биоценозов и физиолого-иммунологического состояния гидробионтов в аквакультуре требуется определить функциональные показатели циркулирующих жидкостей гидробионтов разных систематических групп. Цель настоящего исследования — определить границы референтных значений для основных показателей гомеостаза у гидробионтов из рыбоводных и природных водоемов. Объектами исследования были речные раки (широкопалый Astacus astacus и длиннопалый Pontastacus leptodactylus), рыбы (карп Cyprinus caprio L., линь Tinca tinca L., сом обыкновенный Silurus glanis L.), амфибии (травяная лягушка Rana temporaria и гладкая шпорцевая лягушка Xenopus laevis). Изучали гематологические, цитохимические, биохимические показатели. Гематологические исследования включали дифференциальный подсчет гемоцитов речных раков в камере Горяева и клеток крови рыб и амфибий в мазках, окрашенных по Паппенгейму. Иммунологические показатели оценивали цитохимическим методом по среднему цитохимическому коэффициенту (СЦК) лизосомального катионного белка в нейтрофилах крови рыб и гемоцитах речных раков в реакции с бромфеноловым синим. Биохимические показатели определяли в сыворотке крови на биохимическом анализаторе Chem Well («Awarenes Technology, Inc.», США). Установлены следующие референнтные значения показателей гомеостаза: общее число клеток в гемолимфе раков в пределах 700-800 в 1 мкл; у рыб число эритроцитов 1-2 млн/мкл, лейкоцитов — 50-150 тыс/мкл. Межвидовые различия гемоцитарной формулы у речных раков Astacusastacus и Pontastacus leptodactylus не выявлены. Отмечены различия по биохимическим показателям: концентрация глюкозы в гемолимфе раков Astacus astacus превышала аналогичный показатель у особей вида Pontastacus leptodactylus на 64 %, тогда как активность щелочной фосфатазы (ЩФ) оказалась почти на 71 % ниже. Фагоцитами у раков служат агранулоцитарные и полуагранулоцитарные гемоциты, а также ювенильные формы — «прозрачные» клетки. Фагоцитарная активность этих клеток, судя по среднему цитохимическому коэффициенту содержания катионного лизосомального белка, у здоровых речных раков находилась примерно на одном уровне в пределах 1,5-2,0 ед. Выявлены видовые и гендерные различия гомеостатических показателей рыб. Лейкопоэз интенсивнее происходит у линя — присутствуют бластные формы лейкоцитов (промиелоциты). Доля нейтрофилов наиболее высокая у самцов линя за счет палочкоядерных форм: в 2-3 раза больше, чем у других групп. Содержание неферментного катионного белка в лизосомах нейтрофилов у самок изучаемых рыб: карпа, линя, сома обыкновенного было больше, чем у самцов. Активность аспартатаминотрансферазы (АсАТ) производителей линя и сома обыкновенного примерно в 3 раза больше, чем карпа. Отмечен высокий уровень углеводного обмена у карпа и сома по содержанию лактата — более чем в 3 раза по сравнению с линем. У исследуемых видов земноводных определены референтные значения физиологических показателей и отмечены межвидовые и половые различия. Доля сегментоядерных нейтрофилов у травяных лягушек более чем в 4 раза превышала таковую у гладкой шпорцевой лягушки. Гендерные вариации по числу сегментоядерных клеток выглядели следующим образом: содержание клеток у самцов травяной и гладкой шпорцевой лягушки было соответственно на 27 и 33 % меньше, чем у самок. Содержание лимфоцитов в крови лягушек Rana temporaria достоверно ниже, чем у Xenopus laevis. По биохимическим показателям отмечены гендерные различия у Rana temporaria: у самок выявлена бóльшая, чем у самцов, активность ферментов переаминирования (АлАТ и АсАТ — соответственно на 6 и 19 %), креатинкиназы (на 29 %) и щелочной фосфатазы (на 60 %). Содержание общего белка в плазме крови амфибий составляет 2-3 %, глюкозы — 1-4 ммоль/л, триглицеридов — варьирует от 0 до 400 мг%. Предлагается проводить мониторинг гомеостаза гидробионтов для оценки прогноза сохранения видов низших позвоночных в природных и искусственных водных биоценозах. 

Ключевые слова: природный и искусственный водные биоценозы, гидробионты, низшие позвоночные, широкопалый речной рак Astacusastacus, длиннопалый речной рак Pontastacus leptodactylus, рыбы, карп Cyprinuscaprio, линь Tinca tinca, сом обыкновенный Silurus glanis, амфибии, травяная лягушка Rana temporaria, гладкая шпорцевая лягушка Xenopus laevis, гомеостаз.

Полный текст

FUNCTIONAL INDICATORS OF POIKILOTHERMIC AQUATIC
SPECIES FROM NATURAL AND ARTIFICIAL WATER BIOCENOSES

D.D. Adzhiev¹, G.I. Pronina², A.A. Ivanov³, N.Yu. Koriagina²

For assessment of sustainability of natural biocenoses and the physiological and immunological state of hydrobionts in aquaculture, it is necessary to know functional parameters of circulating liquids in hydrobionts of different taxonomic groups. The purpose of this study was to analyze the limits of the main indicators of homeostasis in aquatic animals and fish from natural water bodies, i.e. crayfish (Astacus astacus and Pontastacus leptodactylus), fish (carp Cyprinus caprio L., tench Tinca tinca L. and catfish Silurus glanis L.), and amphibians (frogs Rana temporaria and Xenopus laevis). Here, here is the first report on hematologic, cytochemical, biochemical indicators for these species which inhabits natural water bodies or are artificially grown in the conditions of Moscow and Pskov provinces and Chuvashiya region. Hematological investigations included differential count of blood cells of fishes and amphibians in smears stained by the Pappengeim technique; hemolymph of river crayfish was examined in Goryaev chamber. Immunological parameters were evaluated by cytochemical method as an average cytochemical coefficient (CCC) of lysosomal cationic protein in fish blood neutrophils and crayfish haemocytes in the reaction with Bromphenol blue. Biochemical parameters were assessed in blood serum using a biochemical analyzer Chem Well (Awarenes Technology, Inc., USA). The reference constants of homeostasis we found are as follows: the total number of cells in crayfish hemolymph of 700 to 800 per 1 µl; the number of red blood cells in fish of 1-2 million/µl, blood leukocytes in fish of 50-150 thousand per 1 µl. Interspecific differences in haemocyte patterns between Astacus astacus and Pontastacus leptodactylus were not revealed. Biochemical differences were as follows: glucose concentration in the Astacus astacus hemolymph was 64 % higher compared to that in Pontastacus leptodactylus whereas the alkaline phosphatase activity was almost 71 % lower. Agranular and semi-agranular haemocytes, along with juvenile forms that we called transparent cells, serve as phagocytes in crayfish. In healthy crayfish, phagocytic activity of these cells, as estimated by the average cytochemical coefficient of the lysosomal cationic protein level, was approximately the same and ranged from 1.5 to 2.0. In fish, we found gender and species-related differences of homeostatic constants. The presence of promyelocytes, the blast forms of leukocytes, in Tinca tinca was indicative of more intensive leukopoiesis. The percentage of neutrophils was higher in male Tinca tinca due to 2- to 3-fold number of band neutrophils compared to other groups. The level of non-enzyme cationic protein in the lysosomes of neutrophils of female carp, tench and catfish were higher compared to male individuals. The activity of aspartate aminotransferase (AST) in male tench and catfish was almost 3 times higher than that in carp. The carbohydrate metabolism in carp and catfish, in terms of lactate concentration, was more than 3 times higher compared to tench. Among the studied amphibians, we observed interspecific and gender differences. The proportion of segmented neutrophils in Rana temporaria wasmore than 4 times higher than that of Xenopus laevis. Gender variations in the number of segmented cells were as follows: the cell number in male Rana temporaria and Xenopus laevis were 27 and 33 % lower than that of females. The blood lymphocyte counts in Rana temporaria were significantly lower than that in Xenopus laevis. We found gender differences of Rana temporaria on biochemical parameters. As compared to the males, the female Rana temporaria showed higher activity of ALT and AST (by 6 and 19 %, respectively), creatine kinase (by 29 %), and alkaline phosphatase (by 60 %). The total blood protein content in amphibians was 2-3 %, blood glucose averaged 1-4 mmol/l, triglycerides varied from 0 to 400 mg%. It is proposed to use parameters of aquatic organisms’ homeostasis for ecological monitoring of natural and artificial water biocenoses.

Keywords: natural and artificial water biocenosis, aquatic animals, lower vertebrates, crayfish, Astacus astacus, Pontastacus leptodactylus, fish, Cyprinus caprio, Tinca tinca, Silurus glanis, amphibians, Rana temporaria, Xenopus laevis, homeostasis.