Г Киричук, А Стадниченко - Вплив іонів міді водного середовища на гістометрію гемоцитів і деякі гематологічні показники витушки - страница 1

Страницы:
1  2 

ВІСНИК ЛЬВІВ. УН-ТУ VISNYK OF IVIV UNIV.

Серія біологічна. 2007. Вип. 45. С. 102-108    Biology series. 2007. Is. 45. P. 102-108

УДК 594.38:576.895.122:591.5

ВПЛИВ ІОНІВ МІДІ ВОДНОГО СЕРЕДОВИЩА НА ГІСТОМЕТРІЮ ГЕМОЦИТІВ І ДЕЯКІ ГЕМАТОЛОГІЧНІ ПОКАЗНИКИ ВИТУШКИ

(MOLLUSCA: GASTROPODA: PULMONATA: BULINIDAE) У НОРМІ ТА ЗА ІНВАЗІЇ ЇЇ ТРЕМАТОДАМИ

Г. Киричук, А. Стадниченко

Житомирський державний університет імені Івана Франка вул. Велика Бердичівська, 40, Житомир 10008, Україна е-mail: Stadnychenko@yandex.ru

Наведено матеріали щодо впливу на гістометрію гемоцитів і деякі кількісні показники гемолімфи P. purpura трематодної інвазії та різних кон­центрацій іонів міді водного середовища. Показано, що за дії цих чинників відбувається зміна розмірів і об'єму клітинних елементів гемолімфи і їхніх ядер. Змінюються також кількість гемоцитів в 1 мм3 гемолімфи і процентне співвідношення гемоцитів різних типів.

Ключові слова: Planorbarius purpura, гемоцити, трематодна інвазія, іони міді.

Внутрішнє середовище молюсків представлене сукупністю гемолімфи і тканинної рідини, котрі забезпечують гуморальний зв'язок між усіма їхніми органами і тканинами. Гемолімфа - особлива рідка тканина. Вона складається з плазми і завислих у ній клітин -формених елементів, частка яких у гемолімфі становить (за об'ємом) 1-2% [14]. Формені елементи гемолімфи - багатофункціональні клітини. Вони відіграють транспортну, екскре­торну, захисну роль (беруть участь у фагоцитозі, лейкоцитозі, інкапсуляції) [4, 5, 7, 15, 19]. Тому важливою умовою забезпечення життєздатності молюсків є збереження стабі­льності їх внутрішнього середовища. Порушення його можливі за дії чинників як зовніш­нього середовища (вплив полютантів, у тому числі й іонів важких металів), так і середо­вища внутрішнього (вплив ендопаразитів).

Завданням нашого дослідження було з'ясувати вплив іонів міді водного середови­ща на гістометрію гемоцитів і деякі кількісні гематологічні показники гемолімфи витуш­ки пурпурної у нормі та за інвазії її партенітами і личинками трематоди Echinoparyphium aconiatum Dietz. Дотепер подібні дослідження не проводилися.

Результати дослідження доцільним буде враховувати при здійсненні біотестування у системі біологічного моніторингу стану природних вод.

Матеріалом дослідження стали 670 екз. сухих мазків гемолімфи витушки пурпур­ної Planorbarius purpura (O.F. Muller, 1774), зібраних у червні-вересні 2004-2005 рр. у водоймах і водотоках басейну р. Тетерів (околиці Житомира). Гемолімфу отримували повним знекровленням тварин. Фіксацію мазків здійснювали сумішшю Нікіфорова. Фар­бували їх азур-еозином. Цито- і каріометричні показники отримано застосуванням зага­льноприйнятих методик [2]. Ядерно-цитоплазматичні індекси розраховано за Ташке [11]. Спостереження за живими гемоцитами проведено у вологій камері (у „висячій" краплі) за слабкого забарвлення їх розчином нейтрального червоного. Підрахунок кількості клітин гемолімфи здійснювали у камері Горяєва.

У токсикологічних дослідах використано тварин, підданих 14-добовій аклімації до лабораторних умов. Їх по 5-7 екз. утримували у ємностях (3 л) з дехлорованою відстою­ванням (доба) водопровідною водою (рН 7,2-7,6; вміст кисню 8,6-9 мг/л; t = 21-23°C).

© Киричук Г., Стадниченко А., 2007

Молюсків підгодовували мацерованими у воді протягом 5-6 діб шматочками (2x2 см) білокачанної капусти.

Токсикологічні досліди (орієнтаційний і основний) поставлені за методикою Алексеє-ва [1]. Орієнтаційним дослідом встановлено значення для міді летальних концентрацій: ЛКо=0,001 і ЛКіоо=1 мг/дм3. Графічним способом визначено [10] величину ЛК50=0,05 мг/дм3. В основному (хронічному) токсикологічному досліді (експозиція - 14 діб) використано концентрації, котрі відповідають 0,5; 2; 5; 10 ГДК (ГДК токсикологічне)[1]. Для приготу­вання розчинів використано відстояну водопровідну воду і хлорид міді CuCl2-2H2O (ч.д.а.). Розрахунок концентрації проведено на іон міді.

Для виявлення трематодної інвазії з тканин гепатопанкреаса виготовляли тимчасові гістологічні препарати, котрі досліджували під мікроскопом МБИ-3 (10x20). Видову нале­жність трематод визначали [6] виключно на живому матеріалі за одночасного забарвлення трематод слабкими розчинами нейтрального червоного і нільського блакитного. Для дослі­дження з числа заражених молюсків було відібрано тільки тих, які були інвазовані партеніта-ми (редії) і розповсюджувальними личинками (церкарії) однієї трематоди - Echinoparyphium aconiatum Dietz. Марити її є кишковими паразитами водоплавних птахів.

Формені елементи гемолімфи у P. purpura, як і в інших черевоногих легеневих молюсків, утворюються з камбіальних (адвентиціальних) клітин у трабекулах сполучної тканини легень [16] і мішкоподібної частини нирок [18]. Там відбувається формування прогемоцитів, які опісля, на думку деяких дослідників [20], дають початок еозинофіль­ним мікрогранулоцитам і базофільним гранулоцитам[2], тобто гемоцитам спеціалізованим. На думку ж інших авторів [5], усі три типи гемоцитів формуються внаслідок диференці­юючого розвитку камбіальних клітин.

Прогемоцити - найдрібніші з усіх формених елементів гемолімфи P. purpura (табл. 1). Ці клітини, як і їхні ядра, округлої форми. Цитоплазма гомогенна (гіалінова), базофільна. Ядерно-цитоплазматичний індекс дуже високий. Прижиттєві спостереження свідчать, що ці гемоцити здатні фагоцитувати дрібні сторонні часточки.

Еозинофільні мікрогранулоцити майже у 3 рази більші за прогемоцити (табл. 1). На сухих мазках вони округлої форми, у „висячій" же краплі виявляють чималу рухову активність, утворюючи численні псевдоподії (переважно філоподії, рідше - лобоподії). Ядро округле. Цитоплазмі властива густа дрібна еозинофільна зернистість. Ядерно-цитоплазматичний індекс значно менший від такого у прогемоцитів. За вітальними спо­стереженнями, здатність до фагоцитозу у них відсутня. Натомість за поранень вони за­безпечують „аглютинацію"3.

Базофільні гранулоцити близькі за своїми розмірами до гемоцитів попереднього типу (табл. 1). І клітини, і їхні ядра округлі (останні лише у дуже старих клітин бобовид-ні, часто - пікнотизовані). Ядерно-цитоплазматичний індекс більший за такий у еозино­фільних мікрогранулоцитів. Відзначаються високою здатністю до фагоцитозу [7, 15, 19].

Частина їх перетворюється на екскреторні клітини - нефроцити, у цитоплазмі яких спостерігаються від 1-2 до кількох десятків темнозабарвлених вакуолей. За нашими при-

Таблиця 1

Показники гістометрії гемоцитів P. purpura

Гемоцити

Діаметр, мкм

Об'єм, мкм[3]

Ядерно-цито плазматичний індекс

 

клітини

ядра

клітини

ядра

 

Прогемоцити

1,25±0,002

1,12±0,002

1,02±0,004

0,74±0,003

2,68±0,005

Еозинофільні мікрогранулоцити

3,56±0,086

1,27±0,019

27,23±1,90

1,17±0,11

0,068±0,005

Базофільні гранулоцити

3,66±0,069

1,81±0,069

17,01±1,15

4,34±0,46

0,27±0,015

життєвими спостереженнями, як і за відомостями інших авторів [4, 5], екскреторні кліти­ни забарвлюються нейтральним червоним набагато інтенсивніше, ніж інші базофільні гранулоцити.

За трематодної інвазії відбуваються статистично вірогідні зміни переважної біль­шості гістометричних показників (табл. 2). Так, збільшуються розміри еозинофільних мікрогранулоцитів і базофільних гранулоцитів (у 2,5 і 1,2 разу відповідно) та їхніх ядер (в 1,5 і 1,3 разу) (Р>99,9%). У цих же категорій гемоцитів зростає об'єм клітин і їхніх ядер: у перших із них у 2, 5 і 3 відповідно, у других - в 1,7 разу (Р>99,9%). Отже, з трьох груп гемоцитів, наявних у гемолімфі P. purpura, означені вище гістометричні зрушення, зумовлені дією паразитарного чинника, наявні лише у гранульованих гемоцитів і відсутні у прогемоцитів, які виявилися дуже стійкими щодо шкодочинної дії на них паразитів. Наголосимо на тому, що у прогемоцитів, інвазованих трематодами, зберігається стабіль­ність ядерно-цитоплазматичного індексу, тоді як у еозинофільних мікрогранулоцитів він зменшується в 1,1, а у базофільних гранулоцитів зростає в 1,3 разу.

Паразити впливають не лише на гістометричні характеристики гемоцитів гемолім­фи P. purpura, але й на деякі інші кількісні її показники. У інвазованих особин зростає кількість гемоцитів в 1 мм[4] гемолімфи (рис. 1). Отже, у них посилюється процес крово­творення. Це є свідченням того, що P. purpura шкодочинній дії трематод успішно проти­ставляє свої захисно-пристосувальні можливості. Це - неспецифічна захисно-пристосувальна реакція, характерна для всіх гідробіонтів [9]. В основі її лежить піднесен­ня інтенсивності загального обміну речовин до такого рівня, котрий забезпечує можли­вість збереження життєздатності особин протягом певного відтинку часу. У заражених трематодами особин змінюється і процентне співвідношення різних груп гемоцитів

Таблиця 2

Показники гістометрії гемоцитів P. purpura, інвазованих трематодою Echinoparyphium aconiatum

 

Діаметр, мкм

Об'єм, мкм[5]

Ядерно-

Гемоцити

клітини

ядра

клітини

ядра

цито плазматичний індекс

Прогемоцити

1,24±0,007 1,11±0,007

0,99±0,015

0,724±0,012

2,65±0,018

Еозинофільні мікрогранулоцити

4,90±0,168 1,94±0,126

69,08±6,725

3,80±0,5621

0,06±0,007

Базофільні гранулоцити

3,68±0,111 2,33±0,088

28,56±2,512

7,52±0,729

0,36±0,023

 (табл. 3). Воно полягає у зменшенні в їх гемолімфі процентного вмісту прогемоцитів з 66 до 59% за рахунок збільшення на 7% вмісту везикулярних клітин. Процентний вміст гра­нульованих формених елементів залишається незмінним.

Для тваринних організмів, у тому числі і для прісноводних черевоногих легеневих молюсків, мідь є важливим мікроелементом. Фізіологічна активність міді пов'язана, го­ловним чином, із включенням її до складу активних центрів окислювально-відновлювальних ферментів [12]. Водночас надлишкові кількості міді здійснюють на них токсичний вплив.

За 0,5-10 ГДК іонів міді у водному середовищі розміри прогемоцитів і їхніх ядер лишаються незмінними. Натомість вже за 0,5 ГДК токсиканта діаметр еозинофільних мікрогранулоцитів зростає на 9, а базофільних гранулоцитів - на 25%. У заражених тва­рин ці показники зменшуються на 19 і 17% відповідно (Р>94,5%).

За 2 ГДК іонів міді у воді в неінвазованих P. purpura триває, порівняно з поперед­ньою концентрацією, збільшення розмірів гранулоцитів - на 42% перших із них і на 67% - других (Р>99,9%). В інвазованих же P. purpura має місце статистично ймовірне зни­ження значень цих показників. Подальше збільшення концентрації іонів міді (до 5 і 10 ГДК) жодних зрушень обговорюваних показників не викликає. Вони залишаються на тому ж рівні, котрий відзначено за концентрації токсиканта, що дорівнює 2 ГДК.

Розміри ядер еозинофільних мікрогранулоцитів за усіх використаних у дослідах концентрацій іонів міді стабільні. Натомість у базофільних гранулоцитів за 0,5 ГДК іонів міді зареєстровано зменшення їхніх ядер на 30% (Р=98,6%). За 2-10 ГДК токсиканта жо­дних змін згаданого показника не відбувається. Щодо інвазованих тварин, то у них за 0,5 ГДК іонів міді зменшуються розміри ядер у обох категорій гранульованих клітин: у еози­

Вплив іонів міді на кількість гемоцитів в 1 мм3 гемолімфи P. purpura у нормі та за дії трематодної інвазії.

Таблиця 3

Вплив різних концентрацій іонів міді на співвідношення (%) клітинних елементів гемолімфи P. purpura у нормі та за інвазії її трематодами

Клітинні елементи

Контроль

0,5 ГДК

2 ГДК

5 ГДК

10 ГДК

Прогемоцити

66,19

43,02

25,22

18,53

33,66

 

59,09

26,39

23,72

16,34

28,60

Еозинофільні мікрогра-

14,40

13,96

34,22

37,65

26,62

нулоцити

14,67

26,39

24,94

45,77

26,73

Базофільні гранулоцити

12,31

28,54

24,00

24,11

22,47

 

11,25

36,11

30,78

29,43

35,20

Везикулярні клітини

7,10

14,48

16,56

19,51

17,25

 

14,99

11,11

20,56

8,47

14,99

Примітка. У чисельнику наведено дані, котрі стосуються неінвазованих, у знаменнику - інвазо­ваних особин.

нофільних мікрогранулоцитів на 36 (Р=94,5%), у базофільних гранулоцитів на 47% (Р>99,9%). При застосуванні вищих концентрацій токсиканта (2 ГДК-10 ГДК) обгово­рюваний показник залишається без змін.

Об'єм усіх типів гемоцитів за дії на P. purpura іонів міді водного середовища у діапазоні концентрацій 0,5-10 ГДК суттєвим зрушенням не підпадає. Щодо об'єму ядер, то у незаражених тварин за 0,5 ГДК токсиканта він зменшується у базофільних гранулоцитів на 76, у інвазованих особин - на 87% (Р>99,9%). За цих же обставин ско­рочення об'єму ядер еозинофільних мікрогранулоцитів у інвазованих тварин становить 73% (Р>99,9%). Ядерно-цитоплазматичний індекс за усіх концентрацій токсиканта в усіх піддослідних тварин відповідає нормі.

Найменша концентрація іонів міді, за якої спостерігається зменшення в 1 мм3 гемолімфи кількості прогемоцитів, - це 5 ГДК. Воно здійснюється на фоні збільшення такої еозинофільних мікрогранулоцитів і базофільних гранулоцитів. Останнє набагато інтенсивнішим є у заражених тварин.

У межах концентрацій 0,5-10 ГДК іонів міді у воді змінюється процентне спів­відношення клітинних елементів у гемолімфі (табл. 3). Зі збільшенням концентрації токсиканта в межах 0,5-10 ГДК як у незаражених, так і в інвазованих тварин спостері­гається зменшення частки прогемоцитів за рахунок збільшення таких еозинофільних мікрогранулоцитів і базофільних гранулоцитів. Проте в інвазованих особин цей про­цес виражений яскравіше, ніж у вільних від інвазії тварин. Так, якщо в незаражених P. purpura за 0,5 ГДК іонів міді у воді процентна частка прогемоцитів у гемолімфі змен­шується в 1,4, то в заражених тварин - у 2,6 разу (Р>99,9%), що вказує на більше галь­мування у них гемопоезу. При цьому у других із них частка еозинофільних мікрогра-нулоцитів збільшується у 2,6 (Р>99,9%), у перших же залишається на рівні норми. Це означає, що незаражені молюски виявляються більш витривалими щодо дії на нихтоксичного чинника порівняно з інвазованими трематодами тваринами. Останні, аби протистояти сукупній дії паразитів і токсиканта, посилюють утворення еозинофіль­них мікрогранулоцитів, що сприяє піднесенню рівня „аглютинації", обмежуючи або взагалі припиняючи тим самим внутрішні кровотечі, які виникають при ушкодженні паразитами гепатопанкреаса. За інвазії стрімкіше зростає і процентна частка базофіль-них гранулоцитів. Цим певною мірою забезпечується фагоцитоз фрагментів зруйнова­ної трематодами міжацинарної сполучної тканини і клітин, котрі утворюють стінки ацинусів гепатопанкреаса.

Отже, іони міді водного середовища у концентраціях, які відповдають 0,5-10 ГДК, не впливають на гістометричні ознаки прогемоцитів гемолімфи P. purpura. Нато­мість у гранульованих гемоцитів спостерігається статистично вірогідне зрушення розмі­рів і об'єму як клітин формених елементів, так і їхніх ядер на фоні стабільного ядерно -цитоплазматичного індекса. Молюски, інвазовані редіями і церкаріями E. Aconiatum, є більш чутливими порівняно з вільними від інвазії особинами щодо дії на них іонів міді водного середовища. Гістометричні зрушення, котрі виникають у них за згаданих обста­вин, зазвичай виражені чіткіше. Аналогічні спостереження стосуються і таких кількіс­них гематологічних показників, як кількість гемоцитів в 1 мм3 гемолімфи та процентне співвідношення у ній формених елементів різних типів.

1. Алексеев В. А. Основные принципы сравнительно-токсилогического эксперимен­та // Гидробиол. журн. 1981. Т. 17. C. 92-100.

2. Горальський Л. П., Хомич В. Т., Кононський О. І. Основи гістологічної техніки і морфофункціональні методи дослідження у нормі та при патології. Житомир: По­лісся, 2005. 288 с.

3. Гусева Т. В., Молчанова Я. П., Заша Э. А. и др. Гидрохимические показатели состо­яния окружающей среды. М.: Эколайн, 2000. 127 с.

4. Заварзин А. А. К сравнительной гистологии крови и соединительной ткани. М.; Л.: Изд-во АН СССР, 1953а. 378 с.

5. Заварзин А. А. Очерки эволюционной гистологии крови и соединительной ткани. М.; Л.: Изд-во АН СССР, 1953б. 716 с.

6. Здун В. І. Личинки трематод в прісноводних молюсках України. К.: Вид-во АН УРСР, 1961. 141 с.

7. Кедровский Б. В. О клетках крови беззубки // Зоол. журн. 1924. Т. 4. С. 220-233.

8. Лакин Б. Ф. Биометрия. М.: Высш. шк., 1973. 343 с.

9. Маляревская А. Я. Биохимические механизмы адаптации гидробионтов к токсичес­ким веществам // Гидробиол. журн. 1985. Т. 21. С. 70-82.

10. Прозоровский В. Б. О выборе метода построения кривой летальности и определе­ния средней летальной зоны // Журн. общ. биол. 1960. Т. 21. С. 201-223.

11. Ташкэ К. Введение в количественную цито-гистологическую морфологию. Буха­рест: Изд-во АН СРР, 1980. 191 с.

12. Харченко Т. А., Тимченко В. М., Ковальчук А. А. и др. Гидроэкология украинского участка Дуная и сопредельных водоемов. К.: Наук. думка, 1993. 327 с.

13. Ушин Н. Опыт прижизненного окрашивания соединительной ткани и крови беззуб­ки. Изв. НИИ при Пермск. ун-те. Пермь: Б. и., 1928. Т. 6. С. 31-33.

14. George W. C., Ferguson J. H. The blood of gastropod molluscs // J. Morphol. 1950. Vol. 21.

P. 70-82.

15. HillR. B., Welsh J. H. Blood cells / Physiology of Mollusca. N.Y.; London: Acad. Press, 1966. Vol. 2. P. 162-174.

16. Muller G. Morphologie, Lebensablauf und Bildungsort von Lymnaea stagnalis L. // Z. zeliforsch. 1956. Bd. 44. S. 519-556.

17. Nolf P. Contribution a'l'etude de la coagulation du sang (6e mem.). Le sang des inve-rtebres contientail de la thrombine? // Arch. Intern. Physiol. 1909. T. 7. P. 246-251.

18. Pan T. The general histology and topographic microanatomy of Australorbis glabratus. Bull. Mus. Compar. Zool. Harv. College. Harvard, 1958. Vol. 119. P. 238-299.

19. Rondelaud D., Barthe D. Etude descriptive d'une reaction amibocytaire chez Lymnaea truncatula Muller infestee par Fasciola hepatica L. // Z. Parasitenk. 1980. Bd. 64. S. 187­196.

20. Vostal Z. Prispevok k cytologii hemocytov ulitnikov (Gastropoda) // Biologia (CSSR), 1969. T. 24. S. 384-392.

THE INFLUENCE OF WATER ENVIRONMENT COPPER IONS ON HAEMOCYTES AND SOME QUANTATIVE CHARACTERISTICS OF THE HAEMOLYMPH OF THE COIL (MOLLUSCA: GASTROPODA: PULMONATA: BULINIDAE) NORMAL AND BY TREMATODA INVASION

G. Kirichuk, A. Stadnychenko

Ivan Franko State University of Zhytomyr 40, V. Berdichevska St., Zhytomyr 10008, Ukraine e-mail: Stadnychenko@yandex.ru

Presented data were obtained during the investigation of the influence of trematoda invasion and various concentrations of the water environment copper ions on the histometrics and some quantative characteristics of haemolyph of the P. purpura. The change of the size and the volume of the cells and their nucleus, quantative of haemocytes in 1 mm3 of haemolyph and percentage attitude of the various type of haemocytes have been described.

Key words: Planorbarius purpura, haemocytes, trematoda invasion, copper ions.

Стаття надійшла до редколегії 18.04.07 Прийнята до друку 30.07.07

Страницы:
1  2 


Похожие статьи

Г Киричук, А Стадниченко - Вплив іонів міді водного середовища на гістометрію гемоцитів і деякі гематологічні показники витушки

Г Киричук, А Стадниченко - Фізико-хімічні особливості гемолімфи planorbarius purpura та p corneus molluscagastropodapulmonata bulinidae