Нижегородский государственный университет имени Н.И. Лобачевского

Эта работа опубликована в сборнике научных трудов «Естествознание и гуманизм» (2006 год, Том 3, выпуск 1), под редакцией проф., д.б.н. Ильинских Н.Н. Посмотреть титульный лист сборника

    Иммунная система обеспечивает жизнеспособность организма, чрезвычайно чувствительна к действию различных экологических факторов, ее основная  функция заключается в приспособлении организма к постоянно меняющимся условиям окружающей среды (Хаитов и др., 1995). Клетки, участвующие в иммун-ном ответе, для наиболее эффективного функционирования действуют в составе специализированных тканей и органов, образующих вместе лимфоидную систему.  Интересной особенностью тимуса амфибий является наличие миоидных клеток, которые по многим признакам сходны с мышечными клетками  и активная секре-ция тимусом антител (Cooper, 1976; Manning, Horton, 1982). Селезенка - периферический орган иммунной системы амфибий, в отличие от  млекопитающих не содержит центров размножения, выполняет важную роль в созревании В-клеток как на стадии головастиков (наряду с печенью), так и на стадии зрелых особей, у которых служит также местом дифференцировки Т-лимфоцитов (Turpen et al., 1982).  Зеленые лягушки рода Rana широко используются как виды–индикаторы состояния окружающей среды индикаторы (Чубинишвили, Баранов, 1996; Леонтьева, Семенов, 1997) и являются удобным объектом биоэкологических исследова-ний.
    Цель работы:  оценка стабильности развития природных популяций амфибий урбанизированных ландшафтов с использованием иммунологических и морфо-генетических подходов.
Материал и методика
Объектом исследования являлись зеленые лягушки рода Rana (R. ridibunda, R. lessonae, R. esculenta), которых отлавливали в течение полевых сезонов 2003-2004 г. (всего 160 животных) в четырех водоемах с разным уровнем антропогенной нагрузки:  оз. Свято, Арзамасский район, Нижегородская обл. – условный контроль (45 особей), оз. Круглое, г. Дзержинск (45 особей), оз. Дунайка, г. Н.Новгород (45 особей), оз. Лунское, г. Н.Новгород (25 особей). Индексы лимфоидных органов рассчитывали как отношение массы  органа (мг) к массе тела (г) (Ивантер, Ивантер, Туманов, 1985). Для определения содержания субпопуляций иммунокомпе-тентных клеток использовали метод розеткообразования с эритроцитами курицы (для выявления Т-лимфоцитов, Е-РОК) и с эритроцитами барана, сенсибилизиро-ванными антителами к иммуноглобулинам лягушки (для выявления В-лимфоцитов, Ем-РОК) (Исаева, Вязов, 1996). Для оценки функциональной активности лим-фоцитов использовали теофиллиновый тест с расчетом теофиллинрезистентных (Тх¯) и теофиллинчувствительных (Тс+) Е-РОК ( Лозовой и др., 1986) и теофилли-нового индекса ( Тх¯/ Тс+). Для количественной оценки степени отклонения каждого показателя от условного контроля использовали индекс отклонения:  , где К – значение показателя в условном контроле; О – значение этого же показателя в опыте. Анализ флуктуирующей асимметрии (ФА) проводили по комплексу из 11-ти признаков окраски для зеленых лягушек (Здоровье среды.., 2000). Степень отклонения качества среды от нормы определяли по нарушению стабильности развития (ФА) и оценивали по пятибалльной шкале (Методические рекомендации…, 2003). Для свертывания полученной информации и приведения ее в оценочную категорию использовали частные и обобщенную функцию желательности (Носов, Булгаков, Максимов, 1997).
    Статистическую обработку экспериментальных данных  проводили с использованием коэффициента ранговой корреляции Спирмана, непараметрического критерия Вилкоксона, сравнения нескольких (критерий Крускала-Уоллеса) и двух (критерий Манна-Уитни) групп (Гланц, 1999).
Результаты и обсуждение
    Оценка флуктуирующей асимметрии выявила повышение нестабильности развития зеленых лягушек урбанизированных территорий (четвертый и пятый балл по пятибалльной шкале),  соответствующим существенным (значительным) отклонениям от нормы и критическому состоянию исследованных водоемов. Наибо-лее благоприятная экологическая обстановка отмечена в оз. Свято с наименьшей антропогенной нагрузкой. Популяции амфибий  городских водоемов оз. Круглое, оз. Дунайка и оз. Лунское испытывали более интенсивное антропогенное воздействие.
    Селезенка, как периферический  лимфоидный орган, быстрее реагировала на изменения окружающей среды. Статистически значимые отличия с контролем по большинству ее показателей указывали на наличие ответных реакций в условиях антропогенного стресса. В  динамике двухлетнего мониторинга установлено снижение в селезенке животных содержания Т-лимфоцитов, связанное, по-видимому,  с угнетением иммунного ответа. Число низкодифференцированных лимфо-цитов   возрастало по сравнению с контролем и свидетельствовало о нарушении процесса дифференцировки лимфоцитов. Изучение клеточного состава тимуса показало снижение количества Т-лимфоцитов и их субпопуляций у амфибий оз. Лунское и  оз. Круглое. Возрастание общего числа  Т-лимфоцитов, субпопуляций теофиллинрезистентных лимфоцитов отмечено в тимусе амфибий популяции оз. Дунайка. Число нулевых клеток возрастало в тимусе животных, обитающих в оз. Круглое и оз. Лунское и подтверждало нарушение баланса его клеточных компонентов.
    У амфибий популяции оз. Круглое в 2004 г. отмечена стабилизация всех параметров тимуса и селезенки, свидетельствующая о развитии приспособительных реакций в ответ на  изменяющиеся условия окружающей среды. Иммунологические параметры тимуса амфибий популяции оз. Дунайка оставались на неизменном уровне. Показатели селезенки  этой популяции животных изменялись более резко по сравнению с контролем. Так, в 2004 г. отмечено снижение числа теофиллин-чувствительных Т-лимфоцитов, В-лимфоцитов, индекса нагрузки, возрастание нулевых клеток и теофиллинового индекса.
    Для общей оценки состояния иммунной системы амфибий рассчитывали интегральные индексы,  позволяющие получить количественную степень отклонения иммунного ответа от условного контроля (табл.1). Характер изменения иммунологических показателей у популяции зеленых лягушек исследованных водоемов указывал на разбалансировку компонентов иммунной системы и свидетельствовал о высоком прессе антропогенной нагрузки. В 2004 г. максимальный индекс отклонения отмечен у популяций амфибий оз. Лунское (г. Нижний Новгород). Уменьшение индекса отклонения в динамике двухлетнего мониторинга установлено для популяций амфибий оз. Дунайка и оз. Круглое, по-видимому свидетельствовало о снижении пресса антропогенной     нагрузки на эти водные экосистемы.

Таблица 1

Интегральные индексы лимфоидных органов амфибий антропогенно трансформированной  среды

Примечание: p <0,05

Список литературы
Гланц С. Медико-биологическая статистика. М.: Практика, 1999. 459 С.
 Здоровье среды: Методика оценки / Захаров В.М., Баранов А.С., Борисов В.И., Валецкий А.В., Кряжева Н.Г., Чистякова Е.К., Чубинишвили А.Т. М., 2000. С. 44 - 46.
Ивантер Э.В., Ивантер Т.В., Туманов И.Л. Адаптивные особенности мелких млекопитающих. Ленинград: Наука, 1985. 320 С.
Исаева Е.И., Вязов С.О.  Общая оценка иммунного статуса // Последствия Чернобыльской катастрофы: Здоровье среды. М., 1996. С. 54 - 61.
Леонтьева О.А., Семенов Д. В. Земноводные как биоиндикаторы антропогенных изменений среды // Успехи современной биологии. 1997. Т.117 , №6. С. 726–736.
Лозовой В.П., Кожевников В.С., Волчек И.А., Соколович Г.Е., Баширов Р.С. Методы исследования Т-системы иммунитета в диагностике вторичных иммуноде-фицитов при заболеваниях и повреждениях. Томск: Томский мединститут, Институт клинической иммунологии СО АМН СССР, 1986. 17 с.
Методические рекомендации по выполнению оценки качества среды по состоянию живых существ (оценка стабильности развития живых организмов по уровню асимметрии морфологических структур). М. 2003. 24 с.
Носов В.Н., Булгаков Н.Г., Максимов В.Н. Построение функции желательности при анализе данных экологического мониторинга // Изв. РАН. Сер.биол.,1997. №1. С. 69 – 74.
Хаитов Р.М., Пинегин Б.В., Истамов Х.И. Экологическая иммунология. М.:Изд. ВНИРО, 1995. 237 с.
Чубинишвили А.Г., Баранов А.С. Земноводные – стабильность развития // Последствия Чернобыльской катастрофы: Здоровье среды. М., 1996. С. 49 – 53.
Cooper E. L. Comparative immunology // Engle Wood Cliffs. Prentice – Hall, Inc., New Jersey, 1976. p. 422.
Manning M.J., Horton J.D. RES structure and function of the Amphibia  the reticuloendothelial System: A comprehensive treatise // Eds. Cohen N.I. Siegel M.M.New York: London: Plenum Press. 1982. Vol.3. P.393
Turpen J.B., Cohen N., Deparis P. et al. The reticuloendothelial system: Phylogeny and ontogeny. New York.: Acad. Press., 1982. P. 569 – 588.