1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Биология моря
  4. T. 49, № 1, 2023

Биология моря, 2023, T. 49, № 1, стр. 3-7

Иммунологические показатели горбуши Oncorhynchus gorbuscha и кеты O. Keta (Salmonidae) в морской период жизни

И. И. Гордеев 1, 2, Д. В. Микряков 3, *, Т. А. Суворова 3, С. В. Кузьмичева 3, А. В. Герман 3

1 Всероссийский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства и океанографии
105187 Москва, Россия

2 Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова
119234 Москва, Россия

3 Институт биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина РАН
152742 пос. Борок, Ярославской области, Россия

* E-mail: daniil@ibiw.ru

Поступила в редакцию 15.03.2022
После доработки 02.08.2022
Принята к публикации 06.10.2022

Полный текст (PDF)

Аннотация

Проведено сравнительное исследование некоторых параметров неспецифического иммунитета у половозрелых особей горбуши и кеты, отловленных в июне–июле 2018 г. эпипелагическим тралом в открытых водах северо-западной части Тихого океана. Изучен уровень антимикробных свойств сыворотки крови и неспецифических иммунных комплексов в тканях почки, селезенки и печени, определена доля иммунодефицитных особей. Исследование показало значимые различия антимикробных свойств сыворотки крови у кеты и горбуши, а также различные доли иммунодефицитных особей. Выявленные различия, вероятно, обусловлены видовыми особенностями, а также преднерестовым периодом годового цикла у горбуши.

Ключевые слова: Тихий океан, горбуша Oncorhynchus gorbuscha, кета Oncorhynchus keta, гуморальный иммунитет, антимикробные свойства сыворотки крови, неспецифические иммунные комплексы

Горбуша Oncorhynchus gorbuscha (Walbaum, 1792) и кета Oncorhynchus keta Walbaum, 1792 – наиболее распространенные представители семейства Salmonidae (Salmoniformes) и одни из основных объектов промысла на Дальнем Востоке России, а также у западного побережья Канады и США. У этих рыб сложный жизненный цикл, сопряженный со сменой среды обитания. В морской период жизни лососи, нерестящиеся в реках российского побережья, нагуливаются в океанических водах северо-западной части Тихого океана, в основном в Беринговом море и прилегающих акваториях (Гриценко, 2002). При этом кета и горбуша значительно различаются по продолжительности жизненного цикла и времени, проведенном в океане: кета проводит в море от двух до пяти лет, а горбуша относится к короткоцикловым видам и совершает преднерестовую миграцию к устьям рек на следующий год после ската молоди (Атлас пресноводных рыб, 2002; Промысловые рыбы России, 2006).

Во время речного периода жизни и в искусственных условиях обитания у лососевых видов рыб были ранее определены различные морфофизиологические показатели (Сергеенко, 2007; Изергина и др., 2014; Ronald et al., 2019). Некоторые морфометрические, гематологические и биохимические исследования проведены на лососях, выращеных в сетчатых загонах в морских условиях (Sandnes et al., 1988; Dessen et al., 2020). С конца прошлого века изучение иммунологических показателей рыб – актуальное направление исследований в аквакультуре, пастбищном рыбоводстве и при оценке естественной среды обитания. С помощью данных показателей можно оценить состояние здоровья рыб и их способность к адаптации к различным условиям обитания. В работах, посвященных иммунологии лососевых, показаны возрастные, межпородные и сезонные отличия уровня бактерицидной активности, лизоцима, комплемента, бета-лизинов, неспецифических иммунных комплексов в сыворотке крови и иммунокомпетентных тканях, а также изменение активности гуморальных факторов иммунитета в зависимости от трофического статуса водоема и условий обитания (Ивановский, 1995; Киташева, 2002; Кондратьева и др., 2002; Силкина и др., 2014; Силкина, Суворова, 2014а, 2014б). Однако в доступной литературе отсутствуют аналогичные данные о состоянии иммунной системы лососевых во время морского периода жизни. В настоящее время такая информация приобретает большое значение для определения источника заражения рыб возбудителями разных болезней. В частности, в последнее время проводятся комплексные исследования для определения возможных причин распространения язвенного некроза кожи лососевых (другие названия – ульцеративный дермальный некроз, УДН, Ulcerativedermalnecrosis, UDN) в популяциях атлантического лосося, заходящего на нерест в водоемы на Севере Российской Федерации. По уровню неспецифического иммунитета и количеству иммунодефицитных особей в популяции также можно косвенно судить о выживаемости лососевых рыб в данный период жизни.

В настоящей статье приведены результаты сравнительного исследования некоторых иммунологических показателей горбуши и кеты в морской период их жизни.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА

Половозрелые особи горбуши и кеты были отловлены 06.06–01.07.2018 г. эпипелагическим тралом в открытых водах северо-западной части Тихого океана (к востоку от Курильской гряды) с борта научно-исследовательского судна “Профессор Кагановский” в ходе траловой съемки тихоокеанских лососей в морской период жизни (Гордеев и др., 2018). Всего из улова было исследовано по 12 экз. кеты и горбуши средней массой 844.91 ± 27.60 и 1592.00 ± 105.50 г и длиной (TL) 441.25 ± 5.44 и 547.66 ± 9.46 мм соответственно. У рыб для исследования отбирали периферическую кровь из хвостовой вены, а также кусочки почки, селезенки и печени, которые после вскрытия рыб помещали в сухие стерильные пробирки. Кровь центрифугировали для получения сыворотки (Сборник инструкций…, 1999). Пробы сыворотки крови и органов замораживали в морозильной камере при температуре –18–20°C и транспортировали в специальных термоконтейнерах. В лабораторных условиях непосредственно перед анализом пробы размораживали при комнатной температуре. Для дальнейших исследований из почки, селезенки и печени готовили гомогенат с физиологическим раствором в соотношении 1 : 6.

В сыворотке крови изучали бактериостатическую активность (БАСК), в гомогенатах тканей почки, селезенки и печени – содержание неспецифических иммунных комплексов (ИК).

БАСК оценивали нефелометрическим методом в модификации Микрякова (1991). Данный показатель определяли по влиянию разведенной в 5 раз рыбо-пептонным бульоном сыворотки крови на рост и развитие 50 млн тест-микробов вида Aeromonas hydrophila. Выбор A. hidrophila обусловлен тем, что этот вид относится к условно-патогенным и широко распространенным в природе микроорганизмам, а также является одним из этиологических факторов краснухи – аэромонадной инфекции пресноводных и морских костистых рыб (Schäperclaus, 1979). Тест-культура была получена из лаборатории ихтиопатологии Филиала по пресноводному рыбному хозяйству Всероссийского научно-исследовательского института рыбного хозяйства и океанографии (ВНИИПРХ). Скорость роста бактерий в рыбо-пептонном бульоне в присутствии сыворотки (опыт) и без нее (контроль) определяли после 5–6-часовой инкубации при температуре 26°С. Скорость роста тест-микробов оценивали по изменению оптической плотности бульона до и после инкубации бактерий в опыте по сравнению с таковой в контроле. При нулевом уровне БАСК особи считали иммунодефицитными (ИМД).

Содержание ИК определяли спектрофотометрически при длине волны 450 нм методом селективной преципитации с 4% полиэтиленгликолем молекулярной массой 6000 (Гриневич, Алферов, 1981).

Статистическая обработка результатов исследования выполнена с помощью пакета программ Statistica v. 6.0 с использованием t-теста Стьюдента. Различия считали значимыми при p ≤ 0.05.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Полученные данные показали, что наибольшие межвидовые различия наблюдались по уровню БАСК (см. табл. 1). У горбуши этот показатель составлял 6.66 ± 5.12, а у кеты он был достоверно выше – 30.00 ± 10.00. Доля ИМД особей у горбуши достигала 80%, а у кеты – 50%. У самок горбуши по сравнению с самцами выявлены более высокий уровень БАСК и меньшее содержание ИМД особей, а у кеты – наоборот. Наибольшие различия наблюдались между самцами кеты и горбуши.

Таблица 1.  

Иммунологические показатели

Показатель Горбуша Кета
самки самцы среднее самки самцы среднее
БАСК, % 10 ± 7.56 0 6.66 ± 5.12 20 ± 11.34 50 ± 17.32* 30.00 ± 10.00*
ИМД особи, % 75 100 80 62.5 25 50
ИК, у. е.            
Печень 5.61 ± 0.84 5.60 ± 1.34 5.60 ± 0.68 5.84 ± 1.10 2.97 ± 0.68 4.80 ± 0.83
Почка 3.56 ± 0.61 4.37 ± 1.34 3.83 ± 0.58 3.18 ± 0.70 6.45 ± 2.35 3.91 ± 0.82
Селезенка 2.61 ± 0.44 2.90 ± 1.60 2.67 ± 0.43 3.64 ± 1.18 1.80 ± 0.20 3.11 ± 0.88

* Значимое различие между особями горбуши и кеты при p ≤ 0.05.

Значимых межвидовых и межполовых различий по содержанию ИК в исследуемых тканях печени, почки и селезенки не выявлено. Более высокий уровень этого параметра отмечен в тканях печени горбуши (5.60 ± 0.68) и кеты (4.80 ± 0.83), а далее в порядке убывания в почке – 3.83 ± 0.58 и 3.91 ± 0.82 и селезенке – 2.67 ± 0.43 и 3.11 ± 0.88 соответственно.

ОБСУЖДЕНИЕ

БАСК – интегральный показатель функционального состояния гуморального иммунитета. Он объединяет большинство врожденных факторов иммунной системы сыворотки крови: систему комплемента, лизоцим, пропердин, иммуноглобулины, противомикробные пептиды, лектины, преципитины, B-лизин и др. (Микряков, 1991; Ройт и др., 2000; Койко и др., 2008; Van Muiswinkel, Vervoorn-Van der Wal, 2006; Van der Marel, 2012, и др.). Более высокий уровень БАСК у кеты, скорее всего, обусловлен видовыми различиями активности иммунной системы. Полученные данные, относящиеся к обоим видам, отличаются от аналогичных показателей, полученных для черноморской кумжи и радужной форели из рыбоводных хозяйств Краснодарского края (Силкина, Суворова, 2014а, 2014б; Силкина и др., 2014). Возможно, это связано в том числе с тем, что в организме горбуши происходили изменения, обусловленные предстоящим нерестом. Известно, что у рыб в преднерестовый, нерестовый и посленерестовый периоды понижаются иммунореактивность, а также устойчивость к возбудителям заболеваний. В это время у разных по экологии видов рыб – налима Lota lota, синца Abramis ballerus, плотвы Rutilus rutilus, леща Abramis brama, речного окуня Perca fluviatilis, карпа Cyprinus carpio и синца Abramis ballerus – наблюдалось изменение уровня БАСК и снижение устойчивости к бактериальной инфекции (Микряков, Силкин, 1978; Микряков, 1984; Лысанов, Микряков, 1990; Микряков и др., 2021; Schäperclaus, 1979). Выявленные межполовые различия, возможно, связаны с различным уровнем половых гормонов, которые оказывают влияние на активность гуморального звена иммунитета рыб (Slater, Schreck, 1993; Wang, Belosevic, 1994, 1995; Slater et al., 1995; Wendelaar Bonga, 1997).

Различия в уровне БАСК у обоих видов рыб не повлияли на количественное содержание ИК в исследованных тканях печени, почки и селезенки. ИК состоят из антигена, антител и связанных с ними компонентов системы комплемента. Они играют важную роль в процессах регуляции иммунных реакций, элиминации антигенов из организма и поддержания иммунофизиологического гомеостаза. На макрофагах, нейтрофилах и эритроцитах экспрессирован рецептор CR1, который через компоненты комплемента C4b и C3b связывает растворимые ИК и доставляет их к макрофагам селезенки и печени. Это обеспечивает клиренс крови, однако при нарушении данного механизма происходит избыточное образование ИК. В результате комплексы выпадают в осадок, прежде всего в почках, что может приводить к развитию патологии и супрессии клиринговой функции клеток фагоцитарной системы (Ройт и др., 2000; Койко и др., 2008). Содержание ИК у горбуши и кеты было значительно ниже по сравнению с таковым в печени молоди черноморской кумжи из р. Шахе и рыбоводного пункта “Джегош” Краснодарского края (Силкина, Суворова, 2014а). У речной молоди уровень ИК составлял 54.45 ± 2.11, а у заводской – 60.66 ± 2.43. Вероятно, это связано с разной активностью механизмов иммунной защиты рыб.

Анализ полученных результатов показал значительные различия уровня БАСК и ИМД и незначительные различия содержания ИК в тканях и органах горбуши и кеты. Выявленные различия, вероятно, обусловлены видовыми особенностями и разными периодами годового цикла у исследованных видов рыб.

Список литературы

  1. Атлас пресноводных рыб России / Под ред. Ю.С. Решетникова. М.: Наука. 2002. Т. 1. 379 с.

  2. Гордеев И.И., Старовойтов А.Н., Пономарев С.С. и др. Траловая учетная съемка тихоокеанских лососей на НИС “Профессор Кагановский” в северно-западной части Тихого океана (май–июль 2018 г.) // Тр. ВНИРО. 2018. № 171. С. 198–203.

  3. Гриневич Ю.А., Алферов А.Н. Определение иммунных комплексов в крови онкологических больных // Лаб. дело. 1981. № 8. С. 493–496.

  4. Гриценко О.Ф. Атлас распределения в море различных стад тихоокеанских лососей в период весенне-летнего нагула и преднерестовых миграций. М.: Изд-во ВНИРО. 2002. 190 с.

  5. Ивановский В.С. Характеристика иммунобиохимических показателей радужной форели: Автореф. дис. … канд. биол. наук. Санкт-Петербург. 1995. 20 с.

  6. Изергина Е.Е., Изергин И.Л., Изергин Л.И. Атлас клеток крови лососевых рыб материкового побережья северной части Охотского моря. Магадан: Кордис. 2014. 127 с.

  7. Киташова А.А. Реакции врожденного и приобретенного иммунитета у рыб в естественных и экспериментальных условиях: Автореф. дис. … канд. биол. наук. Москва. 2002. 23 с.

  8. Койко Р., Саншайн Д., Бенджамини Э. Иммунология. М.: Академия. 2008. 368 с.

  9. Кондратьева И.А., Киташова А.А., Наумова Л.Ю. Действие лекарственных препаратов на молодь радужной форели // Вопр. рыболовства. 2002. Т. 3. № 1 (9). С. 125–136.

  10. Лысанов А.В., Микряков В.Р. Особенности сезонной динамики общего белка и бактериоагглютининов у карпа (Cyprinus carpio L.) в условиях тепловодного хозяйства // Биология внутренних вод: Информ. бюл. 1990. № 86. С. 49–51.

  11. Микряков В.Р. Закономерности функционирования иммунной системы пресноводных рыб: Автореф. дис. … докт. биол. наук. М.: ИЭМЭЖ АН СССР. 1984. 37 с.

  12. Микряков В.Р. Закономерности формирования приобретенного иммунитета у рыб. Рыбинск: Изд-во ИБВВ РАН. 1991. 153 с.

  13. Микряков В.Р., Силкин Н.Ф. Сезонная динамика антимикробных свойств сыворотки крови у различных по экологии видов рыб // Биология внутренних вод: Информ. бюл. 1978. № 39. С. 63–68.

  14. Микряков Д.В., Пронина Г.И., Суворова Т.А. и др. Некоторые показатели неспецифического иммунитета различных селекционных групп карпа в разные периоды годового цикла // Изв. РАН. Сер. биол. 2021. № 5. С. 556–560.

  15. Промысловые рыбы России. В 2 т. / Под ред. О.Ф. Гриценко, А.Н. Котляра, Б.Н. Котенева. М.: ВНИРО. 2006. Т. 1. 656 с.

  16. Ройт А., Бростофф Дж., Мейл Д. Иммунология. М.: Мир. 2000. 592 с.

  17. Сборник инструкций по борьбе с болезнями рыб. 1999. М.: Отдел маркетинга АМБ-агро. Ч. 2. 234 с.

  18. Сергеенко Т.М. Морфофизиологическая характеристика молоди кеты (Oncorhynchus keta Walbaum) при ее воспроизводстве на лососевых рыбоводных заводах Сахалина: Автореф. дис. … канд. биол. наук. Южно-Сахалинск. 2007. 25 с.

  19. Силкина Н.И., Микряков Д.В., Суворова Т.А. Морфофизиологические и иммунологические показатели радужной форели Parasalmo (Oncorhynchus) mykiss разных селекционных групп // Пробл. биол. продуктивных животных. 2014. № 2. С. 65–69.

  20. Силкина Н.И., Суворова Т.А. Сравнительные характеристики некоторых иммунобиохимических показателей молоди черноморской кумжи Salmo trutta labrax из естественных и заводских условий // Вопр. рыболовства. 2014а. Т. 15. № 3. С. 329–332.

  21. Силкина Н.И., Суворова Т.А. Сравнительный анализ некоторых показателей иммуно-биохимического статуса радужной форели Parasalmo mykiss irideus из рыбоводных хозяйств Кавказского региона // Вопр. рыболовства. 2014б. Т. 15. № 2. С. 344–348.

  22. Dessen J.-E., Østbye T.K., Ruyter B. et al. Sudden increased mortality in large seemingly healthy farmed Atlantic salmon (Salmo salar L.) was associated with environmental and dietary changes // J. Appl. Aqua. 2020. P. 1–18.

  23. Ronald L., Alfaro A.C., Merien F. et al. Characterisation of Chinook salmon (Oncorhynchus tshawytscha) blood and validation of flow cytometry cell count and viability assay kit // Fish & Shellfish Immunol. 2019. V. 88. P. 179–188.

  24. Sandnes K., Lie Ø., Waagbø R. Normal ranges of some blood chemistry parameters in adult farmed Atlantic salmon, Salmo salar // J. fish biol. 1988. V. 32. № 1. P. 129–136.

  25. Schäperclaus W. Fischkrankheiten. Berlin: Academic-Verlag, 1979. V. 1. 510 p.

  26. Slater C.H., Schreck C.B. Testosterone alters the immune response of chinook salmon, Oncorhynchus tshawytscha // Gen. Comp. Endocrinol. 1993. V. 89. № 2. P. 291–298.

  27. Slater C.H., Fitzpatrick M.S., Schreck C.B. Characterization of an androgen receptor in salmonid lymphocytes: possible link to androgen-induced immunosuppression // Gen. Comp. Endocrinol. 1995. V. 100. № 2. P. 218–225.

  28. Van der Marel M.C. Carp mucus and its role in mucosal defense // Cand. Sci. Dissertation, The Netherlands: Wageningen University. 2012. 189 p.

  29. Van Muiswinkel W., Vervoorn-Van Der Wal B. The immune system of fish // Fish Diseases and Disorders. 2006. V. 1. P. 678–701.

  30. Wang R., Belosevic M. Estradiol increases susceptibility of goldfish to Trypanosoma danilewskyi // Dev. Comp. Immunol. 1994. V. 18. № 5. P. 377–387.

  31. Wang R., Belosevic M. The in vitro effects of estradiol and cortisol on the function of a long-term goldfish macrophage cell line // Dev. Comp. Immunol. 1995. V. 19. № 4. P. 327–336.

  32. Wendelaar Bonga S.E. The stress response in fish // Physiol. Rev. 1997. V. 77. № 3. P. 591–625.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска содержание выпуска

Биология моря

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал