Доклады Российской академии наук. Науки о жизни, 2021, T. 501, № 1, стр. 543-546

Изучение механизмов адаптации рукокрылых представляет особый интерес в связи с их уникальными биологическими характеристиками: приспособление к активному полету, сезонные миграции и впадение в зимнюю спячку, сопровождающееся физиологической гипотермией и состоянием торпора. Фауна летучих мышей Урала изучена достаточно полно [1]. Однако при значительном фактическом материале по их биологии и экологии основная информация о функциональных возможностях системы крови насекомоядных летучих мышей, обеспечивающих адаптивную стратегию оседлых и перелетных видов, явно ограничена [2–4].

Представленная статья посвящена проблемам формирования адаптивной стратегии летучих мышей в поддержании гомеостаза животных при воздействии перманентно изменяющихся факторов среды. Сравнительный анализ иммуногематологических параметров двух видов экологически контрастных насекомоядных летучих мышей из природных популяций Уральского региона: прудовой ночницы и двухцветного кожана проводится впервые.

Животные отловлены паутинными сетями в зонах массового обитания летних колоний на территории Челябинской области (55°00′55″ N, 60°09′30″ Е) в июле 2014 г. В качестве объектов исследования были взяты многочисленные и широко распространенные на Урале виды летучих мышей: двухцветный кожан Vespertilio murinus Linnaeus, 1758 (мезофильный перелетный вид) отловлен на побережье оз. Большой Кисегач, прудовая ночница Myotis dasycneme Boie, 1825 (бореальный оседлый и зимующий вид) – в окрестностях оз. Малое Миассово. Прудовая ночница в основном зимует в пещерах, начиная со второй половины сентября до начала мая при температурах от 0 до + 2^оС в условиях чрезвычайно высокой влажности. Двухцветный кожан в мае месяце прилетает на Южный Урал в места выведения потомства, а во второй половине августа мигрирует на расстояние несколько тысяч километров в юго-западном направлении к местам зимовки [1]. Животных без признаков заболеваний доставляли в лабораторию в отдельных контейнерах в день отлова. Экспериментальные группы (n = 9) представлены сеголетками (subadultus). Содержание рукокрылых осуществляли согласно международным принципам Хельсинкской декларации [5].

Плазму получали центрифугированием крови в рефрижераторной ультрацентрифуге K-23D (Германия) в вакутайнерах “Bekton Dickinson ВР” (Великобритания) с ЭДТА в течение 15 мин при 3000 об/мин. Показатели периферической крови определяли на гематологическом анализаторе “BC-5800” (Mindray, Китай). Лейкоцитарную формулу подсчитывали в мазках крови, окрашенных по Романовскому-Гимзе (на 100 лейкоцитов). У экспериментальных животных исследовано 17 показателей периферической крови. Результаты обработаны с использованием пакета лицензионных прикладных программ “Statistica v. 10.0”. Метод главных компонент (PCA) реализован посредством статистической среды R (R 3.1.2, пакеты “Vegan” и “Ade4”) [6].

Исследование периферической крови показало, что у двухцветного кожана содержание эритроцитов в 1.6 раза выше, чем у прудовой ночницы (р = 0.001) (табл. 1), что при повышенной средней концентрации гемоглобина в эритроците, по-видимому, является отражением эффективного кислородного режима во время длительных перелетов. Этому способствует и уменьшение в крови среднего объема эритроцитов в 1.4 раза (р = 0.001), а также двукратное повышение количества тромбоцитов (р = 0.001) и тромбокрита (р = 0.02) в периферической крови перелетного вида в сравнении с показателями крови прудовых ночниц.

Исследователи рассматривают активацию тромбоцитопоэза при физических нагрузках, действии низких температур и гипоксии, воздействии антропогенных, биотических стресс-факторов в качестве эффекторов иммунной системы [7]. Тромбоциты, участвуя в иммунных и аллергических реакциях наряду с макрофагами, нейтрофилами и эозинофилами, формируют первую линию защиты организма от патогенов. У двухцветного кожана в сравнении с прудовой ночницей содержание лейкоцитов превышает в 1.8 раза (р = 0.05) (табл. 1). Лейкоциты поддерживают гомеостаз, формируя кровяной и тканевой барьеры против микробной, вирусной и паразитарной инфекций.

Метод главных компонент (РСА) позволил визуализировать видовую изменчивость показателей периферической крови двухцветного кожана и прудовой ночницы (рис. 1). Анализ показал, что 77.95% общей дисперсии параметров красной крови и тромбоцитов приходится на первую главную компоненту (РС1) и 12.63% – на вторую (РС2). Наибольший вклад в межвидовую изменчивость показателей красной крови по РС1 вносят эритроциты (13.49%), средний объем эритроцита (13.01%), тромбоциты (12.99%), тромбокрит (12.17%), среднее содержание гемоглобина (11.88%), а их значимые коэффициенты корреляции с РС1 составляют –0.97, –0.96, –0.95, –0.92, 0.91 – соответственно (р = 0.001).

Рис. 1.

Показатели красной крови двух видов летучих мышей в пространстве первых двух главных компонент. PC1, PC2 – оси главных компонент, % – процент дисперсии данных, объясненных главной компонентой; стрелки отражают корреляцию главных компонент с исходными показателями; эллипсы представляют собой 95% доверительные области; ПН – прудовая ночница, ДК – двухцветный кожан.

Первая главная компонента по этим переменным четко выделяет в самостоятельные группы оседлый (ПН) и перелетный (ДК) виды (рис. 1). Вторая главная компонента РС2 сильно коррелирует (–0.70) с гематокритным показателем (вклад 43.20%), и в меньшей степени – с гемоглобином (вклад 18.86%), что также подтверждает неоднородность особей исследованных двух экологически контрастных видов по данным показателям.

Лейкоцитарный состав крови рукокрылых представлен гранулоцитами (нейтрофилы: юные, палочкоядерные, сегментоядерные и эозинофилы) и агранулоцитами (моноциты и лимфоциты) (табл. 2).

Лимфоциты, как основа гуморального иммунитета, ограничивают распространение инфекций, участвуя в адекватном иммунологическом ответе организма [8]. У оседлого вида M. dasycneme следует отметить высокое содержание лимфоцитов (56.0%), обеспечивающих значительную эффективность клеточного иммунитета (р = 0.04). Показательна активная неспецифическая защита организма от токсических воздействий, вирусных и бактериальных инфекций у перелетного вида – двухцветного кожана, что обеспечивается повышенным уровнем нейтрофилов (р = 0.01) (табл. 2).

Межвидовых различий в лейкограммах исследуемых животных как по содержанию моноцитов (р = 0.38), так и по содержанию эозинофилов (р = 0.39) не выявлено, что свидетельствует об идентичности адаптивных механизмов исследуемых широкораспространенных видов рукокрылых уральской фауны. Известно, что моноциты, выполняя фагоцитарную роль, продуцируют эндогенные регуляторы иммунного ответа – провоспалительные цитокины [7, 9]. Эозинофилы, активно циркулирующие в крови у прудовой ночницы и у двухцветного кожана, обеспечивают противогельминтную иммунную защиту организма. Необходимо отметить, что у летучих мышей, как и у всех позвоночных, лейкоцитарные клетки периферической крови ответственны за проявление реакций врожденного (естественного) иммунитета, так и адаптивного (приобретенного) иммунного ответа [8, 9].

Показаны значимые межвидовые различия летучих мышей по содержанию гранулоцитов и агранулоцитов, отражающих взаимосвязь эффекторных механизмов иммунной системы животных. В лимфоцитарно-гранулоцитарном составе периферической крови прудовой ночницы преобладают агранулоциты (58.5%), обеспечивающие иммунный надзор и специфическую реактивность организма (адаптивный иммунитет). У мигрирующего двухцветного кожана преобладают гранулоциты (54.9%), формирующие неспецифическую линию защиты при активации естественного врожденного иммунитета. Именно эта врожденная иммунная система защиты быстрее и эффективнее реагирует на широкий спектр биотических и абиотических факторов среды обитания по сравнению с адаптивными приобретенными ответами. Мигрирующие двухцветные кожаны характеризуются более высоким уровнем врожденного иммунитета в сравнении с прудовой ночницей.

Таким образом, результаты проведенных исследований позволяют впервые оценить гематологические параметры двухцветного кожана и прудовой ночницы, иллюстрируя видовую специфику эффекторных механизмов иммунной системы животных, обусловленную в свою очередь эколого-физиологическими особенностями оседлых и перелетных видов летучих мышей из природных популяций Уральского региона.