Правомерно ли использование периферической крови амфибий для определения степени антропогенного загрязнения?

УДК 597.8:504.06

Н. М. Акуленко

Институт зоологии им. И. И. Шмальгаузена НАН Украины, Киев, Украина, akden@i.ua

IS USING OF AMPHIBIAN PERIPHERAL BLOOD LEGITIMATE FOR ASSESSMENT OF ANTHROPOGENIC POLLUTION RATE?

N. M. Akulenko

Schmalhausen Institute of Zoology NAS of Ukraine, Kyiv, Ukraine

В связи с прогрессирующим загрязнением окружающей среды важно выделить организмы, пригодные для использования в качестве тест-систем. Комплекс видов зеленых лягушек (Pelophylaxesculentus complex) является во многих отношения благоприятным объектом для таких исследований (Hopkins, 2007; Акуленко, Некрасова, 2009). Однако для полноценного мониторинга необходима методика определения степени токсического поражения животных-синантропов с возможным перенесением результатов на других позвоночных. Удобным является метод подсчета незрелых клеток в циркуляции (которые, как правило, относятся к эритроидной линии). Однако результаты противоречивы: на загрязненных территориях иногда происходит активизация процессов гемопоэза в сосудистом русле (Чернышова, Старостин, 1994; Вершинин, 2004), а иногда количество незрелых клеток в крови достоверно снижено (Силс, 2007; Токтамысова, Маханбетова 2007). К тому же, активизация эритропоэза в кровотоке может быть не связана с загрязнением (Акуленко, 2011). Более благоприятным объектом является печень, которая играет основную роль в процессах детоксикации организма. Гистологические изменения в печени амфибий во многом повторяют таковые у млекопитающих; их можно описывать в категориях «норма – адаптивные изменения – патологические изменения» (Акуленко, 2009).

Исследования проводили на зеленых лягушках (половозрелые самцы и самки Pelophylaxesculentus complex) из популяций Киева и окрестностей, различных по степени и характеру антропогенного загрязнения. Использованы методы гистологии и морфометрии, разработанные для анализа процессов гемопоэза и состояния популяции пигментных клеток (Акуленко, 2009).

В печени лягушек из загрязненных биотопов обнаружены лейкоцитарные инфильтраты (воспаление), жировая и белковая дистрофия, очаги некроза. При статисти­ческой обработке мы считали наличие определенного гистологического изменения качественным признаком и учитывали его наличие (отсутствие). Полученные таким образом результаты позволяют количественно сравнивать степень загрязнения различных биотопов или устойчивость видов в одном биотопе (Акуленко, 2006). Описан также комплекс изменений паренхимы печени, который указывает на наличие «срочной регенерации», позволяющей быстро восстановить функцию органа после некротических изменений. При такой регенерации коллагеновые прослойки между гепатоцитами истончаются, мелкие гепатоциты лежат тяжами, не образуя характерную балочную структуру. Наблюдается анизоцитоз с появлением двуядерных клеток. В процессах срочной регенерации также участвуют пигментные клетки печени. У животных из антропогенно измененных биоценозов количество пигментных включений в печени может быть увеличено по сравнению с контролем (фаза компенсации) или уменьшено. Однако во всех случаях увеличена доля молодых пигментных клеток и увеличена скорость их распада. Запасы пигментов расходуются для нейтрализации продуктов ферментативного окисления в очагах некроза (меланин) и синтеза ферментов в гепатоцитах и макрофагах (гемосидерин). Таким образом, количество пигментных включений в печени может быть интегральным показателем тяжести патологических изменений (Акуленко, 2007, 2011).

В популяциях из загрязненных биотопов уровень эритропоэза в сосудистом русле может быть повышен, снижен или совпадать с нормой. Среди выборок, где показатели эритропоэза не изменены, в некоторых аномально высокий уровень фагоцитоза эритроцитов в печени указывает на неблагополучие с эритроидным ростком. Таким образом, стимуляция эритропоэза обнаруживается в антропогенных биотопах достаточно часто. Снижающие его факторы не так очевидны. Однако истощение запасов депонированного в печени гемосидерина может ограничивать эритропоэз.

В выборках с пониженным уровнем эритропоэза площадь пигментных включений на срезах печени достоверно снижена. Между показателями пигментного обмена печени и интенсивностью эритропоэза в сосудистом русле наблюдаются достоверные корреляции. Интенсивность эритропоэза пропорциональна скорости высвобождения пигмента из пигментных клеток (коэффициент корреляции 0,45, р < 0,01), но обратно пропорциональна интенсивности его реутилизации макрофагами (–0,53, р < 0,01).
Последнее возможно, если речь идет о конкурентных процессах, то есть макрофаги используют гемосидерин для синтеза собственных ферментов. Достоверная отрицательная корреляция (–0,46, р < 0,01) выявляется также между количеством макрофагов печени, фагоцитирующих пигмент, и фагоцитирующих эритроциты. Очевидно, это альтернативные способы мобилизации железа для последующих синтезов.

Так как интенсивность эритропоэза в сосудистом русле зависит от количества пигментных отложений в печени и, шире, метаболизма пигментов, репарация токсических поражений печени может его угнетать. Поэтому количество незрелых клеток в кровотоке бесхвостых амфибий не является достаточным показателем для определения степени антропогенного загрязнения биотопа. Данный показатель должен дополняться другими: содержание эритроцитов и гемоглобина в крови, количество пигментных отложений в печени. В то же время исследование интенсивности гемопоэза в сосудистом русле и фагоцитоза эритроцитов в печени иногда позволяет выявить специфическое действие загрязнителей на эритроидный росток.


Zoocenosis — 2011
Біорізноманіття та роль тварин в екосистемах: Матеріали VІ Міжнародної наукової конфе­ренції. – Дніпропетровськ: Вид-во ДНУ, 2011. – С. 237-239.

Розповісти колегам:

Опубликовать в Google Plus
Опубликовать в LiveJournal
Опубликовать в Мой Мир
Опубликовать в Одноклассники