Effect of Trypanosome Infection on Hematological Parameters of the Black Sea Sprat (Clupeonella cultriventris) from the Ivankovo Reservoir

全文:

Тюлька (Clupeonella cultriventris Nordmann 1840) – один из самых ярких представителей видов-вселенцев в водохранилища р. Волги. Попадая в новые местообитания, в процессе адаптации вид не только занимает определенную экологическую нишу, но и постепенно становится подвергаемым заражению “местными” паразитами. В водохранилищах Верхней Волги тюлька отмечена в уловах с конца XX в.: в Рыбинском водохранилище ‒ в 1994 г., в Иваньковском и Угличском водохранилищах — в 1999 г. (Slynko et al., 2002). По исследованию 1996 г. в Рыбинском водохранилище трипаносомы отмечены только у карповых видов рыб (Колесникова, 1996).

Трипаносомы присутствуют в периферической крови многих видов рыб. Среди пресноводных видов они обнаружены у карповых (Колесникова, 1996; Grybchuk-Ieremenko et al., 2014), окуневых (Gupta N., Gupta D.K., 2012), угреобразных (Zintl et al., 2000), бычковых, щуковых, сиговых, тресковых и сомовых (Жохов, Молодожникова, 2006).

Основные переносчики этого заболевания у пресноводных видов — пиявки и паразитические ракообразные (Фролов и др., 2015). Зрелые трипаносомы поглощают пищу всей поверхностью тела, а токсичные для рыбы продукты обмена выделяют в кровоток хозяина и могут вызывать тяжелые, порой смертельные интоксикации хозяев. Тяжесть заболевания определяется как состоянием организма хозяина, так и условиями среды обитания (Gupta N., Gupta D.K., 2012).

Известно, что трипаносомы вызывают сдвиг физиолого-биохимических показателей, изменения в паренхиматозных органах и жабрах (Osman et al., 2009), снижают выживаемость и темпы роста рыб (Головина и др., 2007; Clauss et al., 2008). Ранее было показано, что у леща из Угличского водохранилища трипаносомы оказали существенное влияние на показатели красной и белой крови, вызывая увеличение индекса обилия лейкоцитов, эозинофилию, лимфопению, увеличение относительного количества незрелых эритроцитов в крови, уменьшение площади зрелых клеток, уровня гемоглобина в крови (Lapirova, Zabotkina, 2018). У тюльки, как вида-вселенца, паразитарную инвазию трипаносомами ранее не отмечали.

Материал для исследования отлавливали мальковым тралом в августе 2019 г. в Иваньковском водохранилище в ходе рейса научно-исследовательского судна “Академик Топчиев”. Для исследования отбирали рыб (20 экз.) в возрасте 1+, 2+ длиной 47‒58 мм и массой 1.1‒2.4 г. Для исследования клеток приготавливали мазки периферической крови. Высушенные на воздухе мазки фиксировали этиловым спиртом и окрашивали краской Романовского–Гимза на фосфатном буфере при pH 7.0. Мазки просматривали под цифровым микроскопом Keyence VHX-1000 с объективом Z-500 и встроенной программой морфометрического анализа. Определяли индекс обилия лейкоцитов, состав лейкоцитов и тромбоцитов, состав эритроцитов и наличие патологических форм эритроцитов, при морфометрии эритроцитов рассчитывали площадь клеток и их ядер, ядерно-цитоплазматическое отношение (ЯЦО), индекс формы клеток (I_f). Подробно методы исследования лейкоцитов и тромбоцитов описаны ранее (Трофимов и др., 2022). Соотношение различных форм эритроцитов и амитозы рассчитывали как доли при просмотре 500 клеток (%), микроядра ‒ 1000 клеток (‰). Для морфометрических исследований на каждом мазке измеряли по 100 зрелых эритроцитов. Индекс формы эритроцитов рассчитывали как отношение малого и большого диаметра клетки (усл. ед.).

Результаты исследования представляли в виде средних и их ошибок. Статистическую обработку данных проводили при помощи программ пакета Microsoft Office 2010 и STATISTICA с оценкой значимости различий по U-тесту Уилкинсона (p <0.05, p <0.01).

Была поставлена задача провести сравнительное исследование гематологических параметров клеток белой и красной крови у неинвазированной и инвазированной трипаносомами тюльки.

 

Рис. 1. Картина крови инвазированной трипаносомами тюльки. 1 – трипаносома, 2 – незрелый эритроцит, 3 – зре- лый эритроцит, 4 – амитотически делящееся ядро в эритроците тюльки.

 

Результаты исследования показали, что в августе 2019 г. в периферической крови двух особей присутствовали трипаносомы (Trypanosoma sp.) на стадии промастиготы и взрослых особей (рис. 1). Это вызвало существенное изменение показателей клеток красной и белой крови у инвазированных рыб (табл. 1): снижение относительного количества зрелых эритроцитов и тромбоцитов и повышение долей эритробластов и незрелых эритроцитов, незрелых гранулоцитов (двукратное миелоцитов и более чем трехкратное — метамиелоцитов), увеличение индекса обилия лейкоцитов. У инвазированных рыб увеличились доли округлых и голоядерных тромбоцитов, а доля веретеновидных — уменьшилась. Анализ морфометрических данных эритроцитов показал у инвазированных рыб увеличение площади клеток и уменьшение ядерно-цитоплазматического отношения.

 

Таблица 1. Показатели клеток периферической крови тюльки, неинвазированной и инвазированной трипаносомами

Показатели	Неинвазированные рыбы	Инвазированные рыбы
Обилие лейкоцитов (клеток/поле зрения)	2.13 ± 0.76	4.00 ± 0.90*
Лейкоциты, %
Гемоцитобласты	0.71 ± 0.53	6.25 (0.50– 12.00)
Лимфоциты	66.79 ± 11.83	34.00 (30.00– 38.00)*
Моноциты	7.13 ± 4.06	4.00 (3.50– 4.50)
Миелоциты	6.75 ± 2.79	13.00 (11.00– 15.00)*
Метамиелоциты	12.04 ± 5.88	39.00 (25.50– 52.50)*
Нейтрофилы палочкоядерные	5.71 ± 2.59	3.50 (1.50– 5.50)
Нейтрофилы сегментоядерные	0.88 ± 1.00	0.25 (0.00– 0.50)
Тромбоциты, %
Тромбоциты	63.76 ± 9.84	39.88 (36.10–43.66)*
Тромбоциты округлые	20.97 ± 7.10	32.53 (22.58–42.48)
Тромбоциты веретеновидные	51.94 ± 10.55	30.18 (20.35–40.00)**
Тромбоциты голоядерные	27.08 ± 7.30	37.30 (37.17–37.42)**
Эритроциты, %
Эритробласты	0.38 ± 0.16	1.70 ± 0.16*
Незрелые эритроциты	3.68 ± 0.67	11.68 ± 2.57*
Зрелые эритроциты	95.94 ± 0.59	86.63 ± 2.41*
Амитозы	0.28 ± 0.33	1.69 ± 1.54
Микроядра	1.28 ± 1.99	2.01 ± 2.85
Морфометрические показатели эритроцитов
Площадь клеток, мкм2	68.38 ± 7.47	77.74 ± 5.72
Площадь ядер, мкм2	11.35 ± 1.49	10.49 ± 1.24
ЯЦО, усл. ед.	0.20 ± 0.03	0.14 ± 0.04*
Индекс формы, усл. ед.	0.66 ± 0.07	0.62 ± 0.07

Примечание. ЯЦО — ядерно-цитоплазматическое отношение. В скобках приведены минимальные и максимальные значения.

Результаты инвазированных и неинвазированных рыб достоверно отличаются: ** при p <0.01; ** при p <0.05.

 

Ранее было показано, что в водохранилищах р. Волги трипаносомоз — достаточно частая инвазия в крови карповых и окуневых рыб, щуки, сома (Колесникова, 1996; Жохов, Молодожникова, 2006; Кириллов и др., 2018; Lapirova, Zabotkina, 2018). У половозрелых рыб, инвазированных трипаносомами, выявлены анемия, лимфопения и гранулоцитоз, в основном за счет эозинофилии (Lapirova, Zabotkina, 2018; De Sousa et al., 2020), отмечена гибель инвазированной молоди (Головина и др., 2007). Картина крови тюльки при инвазировании ее трипаносомами в целом соответствует таковой у других видов рыб, гранулоцитоз при этом происходит за счет возрастания долей незрелых нейтрофильных гранулоцитов. Н.Т. Ивановой (1983) отмечены псевдобазо- и эозинофилы в крови донской сельди. В нашем исследовании у инвазированных рыб были встречены две клетки, которые обладали оксифильной цитоплазмой, но без характерной для эозинофилов зернистости. Наличие у тюльки одного или более типов гранулоцитов нуждается в уточнении другими методами исследований.

Анализ литературы показал, что трипаносомы — случайные паразиты для этого вида рыб и могут быть примером экзотрансформации жизненного цикла паразитов (Фролов, 2015), хотя пути передачи инфекции не очень понятны. Учитывая распространенность и численность тюльки в водоемах Верхней Волги (Карабанов, 2009), она может представлять дополнительный резервуар для инфекции. В то же время, инвазирование тюлек трипаносомами, что ранее было для них нехарактерно, может свидетельствовать о включении вида в новые пищевые цепочки в водоемах.

Увеличение площади эритроцитов у инфицированных рыб при уменьшении доли зрелых клеток в крови, по-видимому, одна из компенсаторных реакций и способ увеличения переноса кислорода в крови. Ранее у лещей, напротив, было обнаружено уменьшение площади клеток и возрастание ядерно-цитоплазматического отношения (Lapirova, Zabotkina, 2018). Возможно, это связано с длительностью инвазии, ее стадией, возрастом рыб и их физиологическими особенностями.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Заражение тюльки трипаносомами вызывает уменьшение в крови доли зрелых эритроцитов и их ядерно-цитоплазматического отношения, увеличение обилия лейкоцитов и сдвиг соотношения лейкоцитов в сторону лимфопении и гранулоцитоза. По-видимому, как и у других рыб, паразитарная инвазия вызывает анемию у тюльки, изменения лейкоцитарного звена соответствуют таковым, обнаруженным у других видов рыб.

БЛАГОДАРНОСТИ

Авторы выражают благодарность М.И. Базарову и Ю.И. Соломатину (Институт биологии внутренних вод РАН) за помощь в сборе материала.

ФИНАНСИРОВАНИЕ

Работа выполнена в рамках государственного задания г/р № 121050500046-8.

作者简介

D. Trofimov

Papanin Institute for Biology of Inland Watersn Academy of Sciences

编辑信件的主要联系方式.
Email: dytrof@ibiw.ru
俄罗斯联邦, Borok, Nekouzskii raion, Yaroslavl oblast

E. Zabotkina

Papanin Institute for Biology of Inland Watersn Academy of Sciences

Email: dytrof@ibiw.ru
俄罗斯联邦, Borok, Nekouzskii raion, Yaroslavl oblast

参考

补充文件