Гематологические характеристики рыб при биоиндикации

содержание

 

введение……………………………………………………………………....3

1 Рыбы как индикаторы  качества вод…………………………….5

2 ГЕМАТОЛОГИЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ…………………………………7

1.1 Общие положения…………………………………………………….7

1.2 Взятие крови………………………………………………………….11

1.3 Приготовление и  окраска мазков крови…………………………….11

1.4 Оценка эритроцитарной  картины крови рыб……………………….12

ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………………….14

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ………………………………..15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Интенсивное антропогенное загрязнение  прибрежных морских акваторий остается одной из важных проблем современности. В результате человеческой деятельности в океаны и моря поступает огромное число загрязняющих веществ, включая ксенобиотики. По времени воздействия и концентрации веществ загрязнение можно разделить на: хроническое и импульсное. Хроническое загрязнение характеризуется наличием постоянного источника загрязнения (канализационные стоки городов, загрязнение нефтепродуктами вблизи крупных портов и пр.). Импульсное или залповое загрязнение - это одномоментный выброс высоких концентраций загрязняющих веществ, при этом облако загрязнителя может сравнительно быстро рассеиваться в толще вод.

Традиционно используемые при оценке качества водной среды величины предельно допустимых концентраций (ПДК) не позволяют ни предсказать эффекты всех возможных комбинаций поллютантов на биоту, ни выявить последствия импульсных воздействий. Методики биотестирования с использованием культур ракообразных и микроводорослей, которые используют при анализе токсичности водной среды, не применимы для морских экосистем с высокой гидродинамической активностью, когда изменения концентрации поллютантов вблизи источника загрязнения могут происходить за часы (Отчет по Федеральной Целевой Программе «Мировой океан», тема 7 - «Комплексные исследования Черного и Азовского морей»; 2004).* Кроме того, эти методы дают оценку токсичности среды, но не позволяют предсказать возможные эффекты антропогенного загрязнения на экологические характеристики водных экосистем. Множество комбинаций синергических, антагонистических и маскирующих эффектов антропогенных факторов, а также необходимость соотнесения этих эффектов с изменениями в реальных сообществах, выдвигают на первый план проблему методов интегральной оценки их влияния на водные организмы (Руднева и др., 2004).

Традиционным методом оценки состояния  морских экосистем является биоиндикация - метод определения качества среды обитания по видовому составу и структуре сообществ, а также по показателям количественного развития видов-биоиндикаторов. Наиболее консервативными и пригодными для биомониторинга являются бентосные организмы.

Среди комплекса биоиндикационных методов важное место занимают гематологические исследования, основывающиеся на использовании  показателей состава крови. Кровь  является одной из подвижных тканей организма, которая служит регуляторным механизмом, и может достаточно оперативно реагировать на действие разнообразных раздражителей. То, что гематологические показатели являются высоко специфичными для каждого вида и колеблются в достаточно узких пределах, позволяет использовать их в качестве маркеров различных физиологических и патологических процессов, происходящих на организменном и экосистемном уровне.

Таким образом, в данной работе будут  рассмотрены гематологические исследования как критерии при оценке качества состояния водной среды.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Рыбы как индикаторы качества вод

 

Многочисленные публикации свидетельствуют об успешном использовании  рыб как индикаторов нарушений  «здоровья» экосистемы при токсичном  загрязнении вод. Рыбы занимают верхний уровень в трофической системе водоемов. В условиях интенсивного загрязнения степень устойчивости организма рыб определяется способностью эффективно метаболизировать и выводить поступающие в организм токсиканты. Патологические изменения в их организме позволяют определить степень токсичности водной среды, оценить кумулятивные эффекты, а также сформировать представление о потенциальной опасности группы веществ, поступающих в водоем, и для человека. Изменения физиологических показателей рыб регистрируются численными значениями, которые возможно использовать при построении доза-эффектных зависимостей. Поэтому в ряде крупных международных проектов  в оценках экологических последствий загрязнения вод предпочтение отдается исследованию рыб на уровне организма.

Для диагностики «здоровья» экосистемы, как отмечалось, важны  системные исследования, а результаты - статистически обеспеченные. Однако многие методы, в особенности биохимические  или физиологические, достаточно сложны, поэтому не могут быть массовыми при исследованиях на природных водоемах. Методический двухуровневый подход позволяет сочетать в оптимальном соотношении возможность получения массового материала и установления точного диагноза. Выделен первый макроуровень обследования индивидуумов, по которому заболевания выявляются на основе массового визуального обследования организмов и предварительный диагноз устанавливается по клиническим и патологоанатомическим симптомам отравлений.

Второй микроуровень диагностики включает в себя гематологические, гистологические, биохимические, инструментальные физиологические и другие методы. Последние не могут быть массовыми в силу трудоемкости, но используются для уточнения диагноза и оценки последствий патологических изменений в организме рыб. Необходимым условием является также отбор проб от здоровых особей для установления «нормы» физиологического состояния.

Метод клинического и  патоморфологического анализа заболеваний (макроуровень). В 1970-е гг. методы патофизиологического исследования рыб получили широкое развитие в связи с участившимися случаями их массового отравления вследствие загрязнения природных водоемов. Методы клинического и патолого-анатомического обследования организмов, применяемые в ветеринарии и медицине, были использованы для обследования рыб с целью оценки последствий токсичного загрязнения водоемов. О.Н. Крылов  и Н.М. Аршаница предложили схему описания симптомов отравления рыб и пятибалльную систему оценки тяжести их заболеваний, В настоящее время получено много данных о воздействии различных групп токсикантов на жизнедеятельность рыб, а также о многочисленных биохимических, физиологических и морфологических нарушениях, возникающих в организмах под их воздействием.

Метод клинического и  патологоанатомического обследования организма применяется для массового обследования рыб в зонах загрязнения. Визуальное определение признаков интоксикации организма (макродиагностика) проводится в первый час после отлова рыбы. При внешнем осмотре обращают внимание на интенсивность окраски (состояние пигментных клеток — меланофоров): целостность плавниковой каймы и лучей; общее содержание слизи на теле рыбы; состояние чешуйного покрова, жаберных крышек, ротовой полости, анального отверстия; на случаи гиперемии, подкожных кровоизлияний или появления язв, гидремии тела; деформацию костей черепа и скелета, а также состояние хрусталика и роговицы глаза. При открытых жаберных крышках обследуют жабры, отмечают их цвет, наличие и количество слизи, состояние жаберных лепестков (срастание, слипание, расширение или истончение).

2 ГЕМАТОЛОГИЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

 

1.1 Общие положения

 

Кровь представляет собой жидкую суспензию, функционально тесно связанную  со всеми тканями и клетками организма. Это обусловлено тем, что любая  патология в тканях влияет на те или иные показатели крови и, наоборот, изменения в составе или свойствах крови ведут к определенным изменениям в тканях.

Основными методами исследования крови являются морфофизиологические, биохимические и иммунологические.

Наиболее часто  используют морфофизиологические исследования, определяющие следующие показатели: скорость оседания эритроцитов, общее число эритроцитов и лейкоцитов, содержание гемоглобина, лейкоцитарную формула и т. д.

На долю форменных  элементов крови приходится в  среднем от 10,0 до 30,0% всей массы крови рыб и от 30,0 до 50,0% - у птиц и млекопитающих. Отношение объема форменных элементов и плазмы определяют с помощью гематокрита.

Эритроциты составляют основную массу форменных элементов крови. Наименьшее количество эритроцитов в 1 мкл содержится в крови круглоротых и рыб (около 0,15 млн.), несколько больше (3-4 млн.) - в крови птиц, и максимально - в крови млекопитающих (7,5 млн. и более)(табл.1).

По форме эритроцит  представляет собой двояковогнутый диск, средний диаметр которого у  млекопитающих 7,5 мкм, а толщина -2 мкм

Эритроциты содержат до 95% по сухой массе гемоглобина  и благодаря этому осуществляют дыхательную функцию крови. Сродство гемоглобина к кислороду регулируется 2,3-дифосфоглицератом, находящимся  в значительных количествах в  эритроцитах.

Лейкоциты, или белые (бесцветные) клетки, в периферической крови в норме циркулируют в виде зрелых зернистых форм, а также лимфоцитов и моноцитов. Зернистые лейкоциты в зависимости от характера грануляции в цитоплазме делятся на нейтрофильные, базофильные и эозинофильные гранулоциты.

Нейтрофилы являются высокоспециализированными клетками с выраженной защитной функцией. Это связано с фагоцитарной и двигательной активностью нейтрофилов, способностью вырабатывать бактерицидные (лизоцим) и антитоксические факторы, пирогенные факторы. Эти клетки способны выделять биологически активные вещества (катепсины и др.), изменяющие проницаемость сосудов, способны переносить антитела, усиливать пролиферацию гранулоцитов костного мозга. Специфическая активность нейтрофилов обеспечивается многочисленными ферментными системами: в митохондриях при участии ферментов цикла Кребса осуществляется синтез АТФ, в специальных гранулах локализуются пероксидаза и цитохромоксидаза, в лизосомах - кислая и щелочная фосфатаза, неспецифические эстеразы, аминопептидаза.

В состав специфической зернистости  входят лизоцим, различные аминокислоты, липиды, гликоген. Гликоген является важнейшим  энергетическим веществом, обеспечивающим анаэробный гликолиз и жизнедеятельность  нейтрофилов в неблагоприятных условиях.

Диаметр зрелых нейтрофилов 10-15 мкм; большую часть клетки занимает цитоплазма, содержащая специфическую зернистость. Ядро у сегментоядерных нейтрофилов представлено 2-4 сегментами, соединенными тонкими нитями хроматина; у палочкоядерных - С- или S - образной формы.

Базофилы принимают участие в аллергических реакциях, процессах гемокоагуляции и многие функциональные и метаболические особенности базофилов неясны, поскольку исследования этих малочисленных гранулоцитов крайне ограничены. Известно, что базофилы способны вырабатывать гистамин, в их гранулах обнаружены скопления гепарина, а также содержатся липопротеиды, пероксидаза, гиалуроновая кислота, аминокислоты, кислая фосфатаза, арилсульфатаза, дегидрогеназы.

По размеру базофилы чуть меньше (8-10 мкм) нейтрофилов. В  окрашенных препаратах цитоплазма, бледно-розового цвета, содержит темно-фиолетовые гранулы разной величины. Гранулы хорошо выявляются при окраске мазков по Паппенгейму; при использовании других красителей они легко растворяются в воде и выглядят бледно-фиолетовыми, размытыми структурами.

Эозинофилы участвуют в аллергических реакциях, обладают фагоцитарной и двигательной активностью, но в меньшей степени, чем нейтрофилы. Эозинофилы способны сорбировать на своей поверхности антитела, различные токсические вещества, даже инактивировать их, благодаря чему участвуют в иммунологических и антитоксических свойствах крови.

В эозинофилах обнаружено высокое содержание пероксидазы, арисульфатазы, катерсинов, цитохромоксидазы, сукциндегидрогеназы, аминокислот, фосфолипидов и других веществ, главным образом сосредоточенных в специфических гранулах. Участие эозинофилов в аллергических реакциях объясняется содержанием в них гистаминосвобождающих и ингибирующих освобождение гистамина из тучных клеток особых субстанций.

Обладая размером в 12-15 мкм, эозинофилы имеют весьма характерную структуру. В окрашенных препаратах они отличаются обильной, крупной розовой зернистостью, заполняющей всю цитоплазму клетки. В отдельных клетках выявляются гранулы светло-фиолетового цвета. Ядро чаще расположено эксцентрично и имеет две-три доли.

Лимфоциты представляют центральное звено иммунной системы организма. Они отвечают за формирование специфического иммунитета и выполняют функцию иммунного надзора в организме, обеспечивай защиту от всего чужеродного и сохраняя генетическое постоянство внутренней среды. Эту задачу лимфоциты выполняют благодаря наличию на оболочке специальных участков - рецепторов, активирующихся при контакте с чужеродным антигеном.

Лимфоциты синтезируют  защитные антитела, лизируют чужеродные клетки, обеспечивают уничтожение собственных мутантных клеток, осуществляют иммунную память, участвуют в реакции отторжения трансплантата.

Выполнение перечисленных  функций осуществляется специализированными  формами лимфоцитов. В настоящее  время различают три группы лимфоцитов: Т-лимфоциты (тимусзависимые), В-лимфоциты (бурсазависимые) и нулевые.