MORPHOLOGICAL PARTICULARITIES OF EUROPEAN PERCH BLOOD CELLS (PERCA FLUVIATILIS) IN ARTIFICIAL CONDITIONS
Authors:
1.
Astrakhan State Technical University
(Candidate of Agricultural Sciences; Assistant Professor of the Department of Aquaculture and Aquatic Bioresources)
Russian Federation
Russian Federation
2.
Astrakhan State Technical University
3.
Astrakhan State Technical University; Moscow State Academy of Veterinary Medicine and Biotechnology – MBA by K. I. Scriabin
(Doctor of Biology, Professor; Professor of the Department of Aquaculture and Fisheries; Head of RL “Sturgeon Farming and Promising Objects of Aquaculture culture”;Leading Researcher of Department of Ichthyology and Biology)
4.
Astrakhan State Technical University
(Candidate of Agricultural Sciences, Assistant Professor; Assistant Professor of the Department of Aquaculture and Fishery, Researcher of RL “Sturgeon Farming and Promising Objects of Aquaculture”)
Type:
Article
Pages:
from 106
to 112
Status:
Published
Received:
05.09.2017
Accepted:
25.09.2017
Published:
25.09.2017
Subject area:
UDK 639.371
GRNTI 34.39 Физиология человека и животных
GRNTI 62.13 Биотехнологические процессы и аппараты
GRNTI 69.01 Общие вопросы рыбного хозяйства
GRNTI 69.25 Аквакультура. Рыбоводство
GRNTI 69.31 Промышленное рыболовство
GRNTI 69.51 Технология переработки сырья водного происхождения
GRNTI 87.19 Загрязнение и охрана вод суши, морей и океанов
GRNTI 34.39 Физиология человека и животных
GRNTI 62.13 Биотехнологические процессы и аппараты
GRNTI 69.01 Общие вопросы рыбного хозяйства
GRNTI 69.25 Аквакультура. Рыбоводство
GRNTI 69.31 Промышленное рыболовство
GRNTI 69.51 Технология переработки сырья водного происхождения
GRNTI 87.19 Загрязнение и охрана вод суши, морей и океанов
Language:
Russian
Keywords:
European perch, Hematology, fish blood counts, red blood cells, white blood cells, blood cells
Abstract (English):
The article deals with basic morphological hematological characteristics of the three-year-old European perch ( Perca fluviatilis ) living in artificial conditions (1 m3 water tank). In the research there were used biological, histological and statistical methods. Erythrogramswerecalculated for 1000 erythrocytes; leukograms - for 200 leukocytes. In all samples taken in different periods (spring, summer, autumn, winter) there were registered different stages of erythrocyte development (erythroblasts, oxyphilic normoblasts, polychromatophilic normoblasts). Erythropoiesis activity in tested species was registered in spring (1.89%), in oxyphilic normoblasts (40.8%) in early autumn, when oxygen concentration in the water tank lowered due to high water temperature. In the course of testing in all samples there were registered certain morphological changes in the cells of erythrocyte series, such as poikilocytosis, displacement of the nucleus to the cell periphery, schistocytosis, non-nuclear cells, anisocytosis, oligochromasia, deformation of the nucleus. Poikilocytosis occurred most often. There were found piriform, falciform, rhomboid, polyhedral shaped cells; erythrocytes with outgrowths specific for erythropoiesis suppression were scares. Representatives of the leukocytes were lymphocytes, monocytes and a small number of precursor cells of granulocytes (myelocytes, promyelocytes). The predominant component of leukocyte form perch were represented by lymphocytes. Eosinophil and basophil cells in blood films were little. The number of thrombocytes for 1000 erythrocytes (0.92-1.59 depending on the season) testify sound state of fish species.
The article deals with basic morphological hematological characteristics of the three-year-old European perch ( Perca fluviatilis ) living in artificial conditions (1 m3 water tank). In the research there were used biological, histological and statistical methods. Erythrogramswerecalculated for 1000 erythrocytes; leukograms - for 200 leukocytes. In all samples taken in different periods (spring, summer, autumn, winter) there were registered different stages of erythrocyte development (erythroblasts, oxyphilic normoblasts, polychromatophilic normoblasts). Erythropoiesis activity in tested species was registered in spring (1.89%), in oxyphilic normoblasts (40.8%) in early autumn, when oxygen concentration in the water tank lowered due to high water temperature. In the course of testing in all samples there were registered certain morphological changes in the cells of erythrocyte series, such as poikilocytosis, displacement of the nucleus to the cell periphery, schistocytosis, non-nuclear cells, anisocytosis, oligochromasia, deformation of the nucleus. Poikilocytosis occurred most often. There were found piriform, falciform, rhomboid, polyhedral shaped cells; erythrocytes with outgrowths specific for erythropoiesis suppression were scares. Representatives of the leukocytes were lymphocytes, monocytes and a small number of precursor cells of granulocytes (myelocytes, promyelocytes). The predominant component of leukocyte form perch were represented by lymphocytes. Eosinophil and basophil cells in blood films were little. The number of thrombocytes for 1000 erythrocytes (0.92-1.59 depending on the season) testify sound state of fish species.
Keywords:
European perch, Hematology, fish blood counts, red blood cells, white blood cells, blood cells
European perch, Hematology, fish blood counts, red blood cells, white blood cells, blood cells
Введение Одним из диагностических инструментов, который помогает специалистам в обнаружении заболевания и выявлении изменений у рыб, а также в оценке их жизнеспособности, является гематологический анализ. Окунь (Perca fluviatilis)- промысловый объект во многих водоемах. Благодаря полезным свойствам, европейский окунь, как источник диетического белка, стал потенциальным объектом аквакультуры во многих странах. Однако работ по гематологии рыб, в том числе и окуня, крайне мало, хотя морфологическая картина крови человека и высших позвоночных животных описана довольно полно. В связи с вышеизложенным целью исследования являлось изучение особенностей морфологической картины крови европейского окуня (Perca fluviatilis), выращенного в искусственных условиях в разные сезоны года. Материал и методы исследования Объектом исследования служили половозрелые европейские окуни-трехлетки (Perca fluviatilis), выращиваемые в бассейне объемом 1 м3. Основные показатели выращивания - температура и содержание кислорода - измерялись 3 раза в день. Кровь для анализа была взята по сезонам из хвостовой вены прижизненным способом. Мазки крови изготавливались по методике, рекомендуемой Н. Т. Ивановой (1983), просушивались и окрашивались азур-эозином по Романовскому - Гимзе [1, 2]. Окрашенные мазки (70 мазков) изучались под микроскопами «Olimpus BX40» и «Микромед-2» с применением иммерсии при увеличении 100 × 16. Снимки делались при помощи фотонасадки Sony DSC-W7. Эритрограммы подсчитаны на 1000 эритроцитов; лейкограммы - на 200 лейкоцитов. Всего было проанализировано 70000 эритроцитов и 14000 лейкоцитов. При дифференцировке форменных элементов применяли классификацию клеток крови Н. Т. Ивановой (1983) [2]. Морфоизмененные эритроциты изучались по Атласу нормальных и патологических клеток крови рыб Л. Д. Житеневой с соавт. (1989) [3]. Результаты исследования и их обсуждение В рамках всего периода выращивания в бассейнах показатели качества воды, такие как концентрация нитритов и нитратов, были в пределах нормы и составили 0,02 (NH4+) и 0,03 (NO2-) мг/л. Результаты микроскопического изучения мазков крови окуня представлены в табл. 1. В периферической крови рыб фиксировались разные стадии формирования эритроцитов (эритробласты, оксифильные нормобласты, полихроматофильные нормобласты). В зависимости от зрелости эритроцитарные клетки окрашены от синего до светло-фиолетового цвета. В мазках крови зрелые эритроциты окуня обычно представляют собой ядросодержащие высокоэллипсоидные клетки с плотным красно-фиолетовым ядром, вытянутым по длине клетки. У молодых эритроцитов ядро клетки занимает большую часть цитоплазмы, а клетки имеют овальную или более круглую форму. Встречаемость разных стадий зрелости эритроцитов пропорциональна степени процесса эритропоэза. В осенних пробах наибольшей была доля оксифильных нормобластов (40,8 %), в пробах других сезонов - 6,8; 21,4 и 12,34 %. Значительная доля молодых стадий эритроцитов свидетельствует о высокой активности эритропоэза, который усиливается при дефиците кислорода в воде [4]. Необходимо отметить тот факт, что в начале осени, из-за высокой температуры воды, концентрация кислорода в воде бассейна снизилась. Таблица 1 Результаты микроскопического изучения мазков крови окуня, % Показатель Весна Лето Осень Зима Стадии формирования эритроцитов Эритробласты 1,89 1,6 1,1 1,04 Оксифильные нормобласты 6,8 21,4 40,8 12,34 Полихроматофильные нормобласты 1,01 0,1 Патологически измененные формы эритроцитов Пойкилоцитоз 4,6 1,2 3,2 5,95 Заостренные 1,52 0,3 2,6 4,83 Грушевидные 2,05 0,26 0,5 0,59 Многогранные 1,03 0,65 0,1 0,53 Смещение ядра к периферии 0,67 0,4 0,7 0,2 Шизоцитоз - - 1,1 - Безъядерные клетки - - 0,6 - Анизоцитоз 0,66 1,1 1,6 0,9 Олигохромазия - - 100 - Деформация ядра - - 0,02 - Лейкоцитарная формула Лимфоциты 95,79 87,5 93,35 96,2 Моноциты 1,83 5,2 2,22 1,8 Нейтрофилы 0,03 0,5 0,02 - Лимфобласты 0,6 2,55 1,94 0,58 Миелоциты 0,8 1,24 0,95 0,62 Промиелоциты 0,95 2,13 1,52 0,80 Количество лейкоцитов на 1000 эритроцитов 7,3 15,67 9,69 7,1 Количество тромбоцитов на 1000 эритроцитов 1,59 1,01 0,92 0,95 В периферической крови особей окуня, наряду со здоровыми клетками, были обнаружены морфологически измененные формы эритроцитов [3], отличающиеся степенью проявления патоморфологических нарушений. Были зарегистрированы следующие виды изменения эритроцитов: пойкилоцитоз, смещение ядра к периферии клетки, шизоцитоз, безъядерные клетки, анизоцитоз, олигохромазия, деформация ядра. Чаще всего встречался пойкилоцитоз эритроцитов (рис. 1), который был отмечен во все сезоны исследования (максимально до 15,0 % клеток в мазке). Пойкилоцитоз характеризуется изменением формы клеток. Были отмечены клетки грушевидной, серповидной, ромбовидной, многогранной формы. Патологическая форма эритроцитов с отростками (характерна для угнетения эритропоэза) встречалась единично. Рис. 1. Морфологические нарушения эритроцитов. Пойкилоцитоз. ОК × 16, ОБ × 100 Количество клеток со смещением ядра к периферии клетки (рис. 2) у подопытных рыб было незначительным. Наибольшее количество таких клеток встречалось в осенней пробе (0,7 %), наименьшее - в зимней (0,2 %). Рис. 2. Морфологические нарушения эритроцитов. Смещение ядра к периферии. ОК × 16, ОБ × 100 Для шизоцитоза характерно появление в мазке оборванных клеток - шизоцитов (рис. 3, а). Шизоциты были отмечены в пробах только в начале осени (1,1 %), в остальных пробах их не было. Именно в начале осени температура воды в бассейне была высокой, вследствие чего концентрация растворимого в воде кислорода резко снизилась. Появление шизоцитов связано, вероятно, с недостатком в воде кислорода. Олигохромазия характеризуется бледной окраской эритроцитов с участками неокрашенной цитоплазмы - способность окрашиваться сохранял лишь тонкий ободок (рис. 3, б). Появление безъядерных клеток (рис. 3, в) возможно при анемиях, сопровождаемых кислородным голоданием, следствием которого является массовое выталкивание ядер из красных клеток. Образование безъядерных эритроцитов уменьшает потребление кислорода, переносимого самой клеткой. Такие клетки встречались единично в осенней пробе (0,6 %). Рис. 3. Морфологические нарушения эритроцитов. ОК × 16, ОБ × 100: а - шизоциты; б - олигохромазия; в - безъядерные клетки Анизоцитоз характеризуется разноразмерностью эритроцитов в периферическом русле. В мазке крови встречались нормоциты (клетки нормальной величины), микроциты (клетки с уменьшенным диаметром), макроциты (клетки ненормально большого размера). В осенних пробах было больше всего разновидностей измененных форм эритроцитов (1,6 %). В основном эти изменения проявляются при анемиях, угнетении эритропоэза, сопровождающихся кислородным голоданием. Именно осенью было зарегистрировано самое низкое содержание кислорода в воде. Деформация ядра эритроцита наблюдалась в осенней пробе в 0,02 % клеток. Для данного вида нарушения эритроцитов характерна неправильность формы ядра клетки при сохранении его правильных размеров. Размеры самой клетки также соответствуют норме. Массовая деформация ядер эритроцитов обычно проявляется при загрязнении водной среды и под влиянием радиоактивных факторов, что приводит к дистрофии клетки [5]. Однако в данном случае деформация ядер эритроцитов встречалась нечасто, поэтому ее следует рассматривать как адаптацию рыб к повышению температуры воды. Наибольшая доля эритробластов отмечалась весной (1,89 %), что свидетельствует о высокой активности эритропоэза в данный период года. В лейкоцитарную формулу входят лимфоциты, моноциты, нейтрофилы, а также клетки-предшественники, такие как лимфобласты, миелобласты, промиелоциты. Количество миелоцитов и промиелоцитов в крови подопытных окуней была значительно ниже количества, зафиксированного Н. Т. Ивановой (1983) [2]. Большинство лейкоцитов было представлено лимфоцитами, что свидетельствует о высокой степени развития клеточного иммунитета [6]. Количество лимфоцитов во всех сезонах была выше количества, зафиксированного Н. Т. Ивановой (1983) [2]. Наибольшая доля моноцитов была отмечена в июле. Роль этих клеток - участие в фагоцитарных процессах. Моноциты поглощают продукты распада клеток и тканей. Повышение доли моноцитов в летнее время связано, возможно, с резорбцией половых продуктов окуней. Наибольшее количество лейкоцитов на 1000 эритроцитов наблюдалось также в июле (15,67 %). Увеличение соотношения лейкоцитов на 1000 эритроцитов объясняется увеличением количества тромбоцитов. В мазках крови окуней в рамках всех сезонов практически не встречались эозинофилы и базофилы. По мнению И. М. Пестовой (1960), для окуня характерна абсолютная ацидофилия эозинофилов [7]. Однако исследования Хайдера (G. Haider, 1968) и Ивановой (1983) показали, что гранулоциты различных категорий свойственны крови окуня в меньшей мере, чем крови других костистых видов рыб [2, 8]. В крови окуня из различных географических зон они находятся в разных соотношениях и меняются по возрастам и сезонам. Увеличение количества тромбоцитов в периферической крови часто связано с наличием в организме каких-либо заболеваний, травмирований. Количество тромбоцитов на 1000 эритроцитов у подопытных окуней незначительно отличалось от их количества, зафиксированного Н. Т. Ивановой (1983), что свидетельствует о здоровом состоянии рыб. Заключение По результатам исследования можно сделать следующие выводы: - в пробах всех сезонов присутствовало относительно большое количество патологически измененных клеток; - разнообразие патологических изменений периферической крови окуня (пойкилоцитоз, шитоцитоз, смещение ядра клетки, анизоцитоз, олигохромазия) указывает на наличие стрессорного воздействия в воде бассейна на организм рыб; - факторами, вызывающими стресс, предположительно являются снижение кислорода в воде, повышение концентрации нитратных азотов в воде бассейна в утренние и вечерние часы; - физиологическое состояние рыб меняется не только под влиянием негативных факторов, но и в зависимости от времени года; - лейкоцитарный состав крови окуня представлен лимфоцитами, моноцитами и небольшим количеством клеток-предшественников (миелоциты, промиелоциты); преобладающим компонентом в лейкоцитарной форме окуня являются лимфоциты.
1. Volkova O. V., Eleckiy Yu. K. Osnovy gistologii s gistologicheskoy tehnikoy. M.: Medicina. 1982. 304 s.
2. Ivanova N. T. Atlas kletok krovi ryb. M.: Legkaya i pisch. prom-st', 1983. 184 s.
3. Zhiteneva L. D., Poltavceva T. G., Rudnickaya O. A. Atlas normal'nyh i patologicheski izmenennyh kletok krovi ryb. Rostov n/D, 1989. 111 s.
4. Ivanov A. A. Fiziologiya ryb. M.: Mir, 2003. 359 s.
5. Gudkov D. I., Mikryakov V. R., Mikryakov D. V., Pomorceva N. L., Kaglyan A. E., Nazarov A. B. Narushenie gematologicheskih pokazateley okunya (Perca fluviatilis L.) v vodoemah Chernobyl'skoy zony otchuzhdeniya // Problemy patologii, immunologii i ohrany zdorov'ya ryb i drugih gidrobiontov: rasshirennye materialy IV Mezhdunar. konf. (Borok, 24-27 sentyabrya 2015 goda). Yaroslavl': Filigran', 2015. S. 289-297.
6. Zhiteneva L. D., Makarov E. V., Rudnickaya O. A. Evolyuciya krovi. Rostov n/D, 2001. 112 s.
7. Pestova I. M. Kletochnyy sostav krovi i istochniki razvitiya kletok krovi u kostistyh ryb razlichnyh ekologicheskih grupp // Sb. nauch. rabot kafedry gistologii i embriologii. Perm': Izd-vo Perm. med. in-ta, 1960. S. 201-205.
8. Haider G. Vergleichende Untersuchungenzur Blutmorphologie und Hämatopoese einiger Teleostier // IV Blutbildungsstatten und Blutbildung. ZoologischerAnzeiger. 1968 B. 181-H. 1-2-P. 45-56.
