1Костромской государственный университет
2Государственный природный заповедник «Кологривский лес»
им. М.Г Синицына
Лейкоциты крови грызунов на территории заповедника «Кологривский лес» и Костромского лесничества
А.С. Климова1, М.В. Сиротина2
г. Кострома
Костромская область, г. Кологрив
Аннотация
Впервые изучены эколого-физиологические и видовые особенности системы лейкоцитов крови двух видов цикломорфных грызунов - рыжей полевки Myodes glareolus Schreber, 1780 и малой лесной мыши Apodemus uralensis Pallas, 1811 на сопредельных территориях Коло- гривского и Костромского районов Костромской области. Установлено, что лейкоформулы исследуемых грызунов видоспецифичны и значимо отличаются у особей, обитающих на территории заповедника «Кологривский лес» и на территории Костромского лесничества. Многофакторный дисперсионный анализ выявил существенное влияние на лейкоформулу всех изученных факторов: «локация отлова», «видовая принадлежность», «пол», «стадия популяционного цикла» и «год исследования». Относительно высокая степень девиации индекса селезенки у исследуемых видов свидетельствует о неоднородности популяций по данному признаку. При этом достоверной сопряженности риска развития спленомегалии у мышевидных грызунов с особенностями их репродуктивной стратегии и восприимчивости к инвазиям не обнаружено.
Ключевые слова: микромаммалии, рыжая полевка, малая лесная мышь, гематологические показатели, изменчивость, стресс, селезенка, спленомегалия, Костромская область
Abstract
Leukocytes of the blood of rodents from the "Kologrivsky Forest” Nature Reserve and Kostroma Forestry Site
A.S. Klimova1 , M.V. Sirotina2
1 Kostroma State University, Kostroma,
2 State Nature Reserve “Kologrivsky Forest” named after M.G. Sinitsyn, Kologriv, Kostroma Oblast
The ecological, physiological and species-specific characteristics of the leukocyte profile of two species of cyclomorphic rodents, the bank vole Myodes glareolus (Schreber, 1780) and the pygmy wood mouse Apodemus uralensis (Pallas, 1811), were studied for the first time in the adjacent territories of the Kologriv and Kostroma districts of the Kostroma Oblast. It was established that the leukocyte profiles of the studied rodents are different in different species and vary significantly among individuals inhabiting the Kologrivsky Forest Reserve and the Kostroma Forestry. Multivariate analysis of variance showed that the white blood cell differential parameters largely correlate with the following factors: “location of capture,” “taxonomic species,” “gender,” “stage of the population cycle,” and “year of study.” The relatively high degree of deviation of the splenic index in the studied species indicates the heterogeneity of populations for this trait. At the same time, no reliable association was found between the risk of developing splenomegaly in mouse-like rodents, and the characteristics of their reproductive strategy and susceptibility to invasions.
Keywords: micromammals, bank vole, pygmy wood mouse, hematological parameters, variability, stress, spleen, splenomegaly, Kostroma Oblast
Введение
В последние годы при изучении состояния популяций мелких млекопитающих и оценки влияния на них различных факторов все чаще используются показатели системы крови (Емкужева и др., 2021; Моисеева, 2016; Сабанова, 2008, 2010; Тарахтий и Давыдова, 2007; Ткаченко и Дерхо, 2014). Однако, в отличие от лабораторных исследований, на млекопитающих в природных условиях воздействует не один, а множество факторов, что затрудняет интерпретацию получаемых результатов (Тарахтий и др., 2007). Имеются попытки охарактеризовать изменения системы крови в связи со стадиями популяционного цикла (Blondel et al., 2016; Boonstra and Boag, 1992; Christian, 1961; Creel et al., 2012). Гематологические параметры в определенной мере отражают физиологическое состояние организма. Их можно использовать для оценки степени воздействия среды обитания и составления экологического портрета как отдельных особей, так и популяций в целом (Козинец и др., 2007).
Иммунная система крови является важнейшим компонентом комплексного механизма гомеостаза и наиболее чувствительным индикатором неблагоприятных воздействий (Моисеева, 2000).
Изменения абиотического и биотического окружения организмов приводят к сдвигу физиологических процессов, который отражается на количественных и качественных особенностях состава циркулирующей крови, что определяет возможность использования этих показателей для характеристики функционального состояния организма в целом.
Кроме того, иммунный статус мышевидных грызунов является важным средовым фактором для паразитических организмов, в частности для гельминтов.
Увеличение темпов полового созревания сеголеток и максимальное вовлечение самок в воспроизводство приводит к росту численности популяции, при этом подавляются механизмы индуцированного иммунитета, что создает благоприятные условия для активации латентных инфекций (Лохмиллер и Мошкин, 1999; Lazutkin, 2019).
Таким образом, результат оценки гематологических признаков, с одной стороны, может характеризовать реакцию организма на изменяющиеся условия среды обитания, с другой - давать сведения об этих условиях (Лохмиллер и Мошкин, 1999; Тарахтий и др., 2007).
В связи с тем, что лейкоформула определяет не только иммунологическое состояние, но и отражает состояние длительного стресса (Davis et al., 2008), она может быть использована для мониторинга и прогнозирования состояния популяций млекопитающих.
Для оценки физиологического состояния мелких млекопитающих используют метод морфофизиологических индикаторов (Ивантер и др., 1985; Шварц и др., 1968). Важная роль в регуляции лейкоцитарного состава крови принадлежит селезенке, отвечающей за кроветворение, формирование иммунитета, являющейся депо кроветворных элементов и участвующей в стрессовых реакциях (Салихова, 2015). Как правило, патологические процессы данного органа сопровождаются компенсаторной изменчивостью системы крови и иммунитета (Боков, 2015; Оленев и др., 2014).
Население микромаммалий на сопредельных территориях Кологривского и Костромского районов Костромской области не отличается характером доминирования. Доминирующим видом является рыжая полевка Myodes glareolus Schreber, 1780 (79.41% от населения мышевидных грызунов, обитающих на территории Кологривского леса и 74.17% от населения мышевидных грызунов Костромского лесничества в 2021-2023 гг.); содоминантом выступает малая лесная мышь Apodemus uralensis Pallas, 1811 (20.49% в Кологривском лесу и 15% в Костромском лесничестве в тот же период).
Для динамики численности рыжей полевки, обитающей на сопредельных территориях Костромской области, свойственны трехлетние циклы, связанные с эндогенными регулирующими факторами. Изменения численности малой лесной мыши в многолетнем периоде носят нецикличный характер и преимущественно зависят от условий окружающей среды. При этом фазы, периоды и мощности циклов динамики численности данных грызунов разделены во времени (Климова и Сиротина, 2022).
Цель настоящей работы - с помощью гематологических показателей оценить состояние популяций доминирующих видов мышевидных грызунов, обитающих на охраняемых и антропогенно трансформированных территориях Костромской области.
Материалы и методы
Данные исследования являются частью комплексного мониторинга популяционной организации фоновых видов цикломорфных грызунов на территории биосферного резервата «Кологрив- ский лес» (Костромская область, Кологривский район), представляющего собой не затронутый хозяйственной деятельностью южно-таежный ельник, преимущественно формации темнохвойного леса, и характеризуется отсутствием антропогенного пресса, а также на территории Костромского лесничества ОПХ «Минское» (Костромская область, Костромской район), которое представляет собой смешанный лес, смежный с сельскохозяйственными полями, приусадебными участками и автомобильной трассой Кострома-Красное-на-Волге (Климова и Сиротина, 2022).
Гематологические исследования 260 грызунов выполняли в летний период 2021-2023 гг. Отлов микромамаллий проводили с безвозвратным изъятием с помощью живоловок, принцип расположения которых был основан на методе ловушко-линий (Бобрецов, 2021; Толкачёв, 2019; Шефтель, 2018).
Забор крови у объектов исследований осуществлялся путем пункции сердца после слабого наркоза эфиром (Амиров и др., 2020; Сорокина и др., 2019; Diehl et al., 2001). Для сохранения образцов крови с целью последующего анализа использовали вакуумные пробирки с антикоагулянтом (ЭДТА).
Все манипуляции с мелкими млекопитающими проводили в соответствии с Международными рекомендациями (этическим кодексом) по проведению медико-биологических исследований с использованием животных (1985)1, а также этическими стандартами, утвержденными правовыми актами РФ Международные рекомендации (этический кодекс) по проведению медико-биологических исследований с использованием животных, 1985. Федеральный закон от 27.12.2018 г. № 498-ФЗ «Об ответственном обращении с животными и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации»., Рекомендация Коллегии ЕЭК от 14.11.2023 № 33 «О Руководстве по работе с лабораторными (экспериментальными) животными при проведении Доклинических (неклинических) исследований». и международными принципами Базельской декларации о гуманном отношении к животным и правил проведения работ с использованием экспериментальных животных (2011) Базельская декларация о гуманном отношении к животным и правил проведения работ с использованием экспериментальных животных, 2011..
Рис. 1. Микрофотографии различных типов лейкоцитов в крови рыжей полёвки: A - лимфоциты; B - моноциты; C - сегментоядерные нейтрофилы; D - палочкоядерные нейтрофилы; E - эозинофилы; F - базофилы.
Массу тела грызунов (в граммах) определяли путем их взвешивания на лабораторных весах Scout SPU (Ohaus, Switzerland). Для установления специфики репродуктивной стратегии и отнесения особей к функционально-физиологическим группировкам (ФФГ) определяли возраст грызунов по степени стертости альвеолярной поверхности зубов и индексу зуба и тип онтогенеза по степени половой зрелости особей (Карасева и др., 2008; Оленев, 2009). Массу внутренних органов грызунов определяли путем их взвешивания на электронных весах SIERRA CX-298 (точность измерения 0.01 г), после чего проводили расчет индексов внутренних органов как отношение массы органа к массе тела (Оленев и Григоркина, 2019; Шварц и др., 1968). Гельминтологические исследования легких, печени, желудка и кишечника грызунов проводились в 2023 г. по стандартной методике гельминтологического вскрытия по Скрябину. Систематическую принадлежность гельминтов определяли по морфологическим признакам в соответствии с определителями (Аниканова и др., 2007; Рыжиков и др., 1979). Для характеристики инвазии цикломорфных грызунов использовали стандартные паразитологические показатели: экстенсивность инвазии, интенсивность инвазии и индекс обилия (Аниканова и др., 2007; Ромашов и др., 2003).
Изготовление мазков крови проводили по стандартной методике (Меньшиков и др., 1987). Для каждой особи были приготовлены препараты крови не менее чем в трех повторностях. Для оценки гематологических параметров у грызунов определены количество лейкоцитов, лейкоцитарная формула, а также вычислены лейкоцитарные индексы крови. Идентификация форменных элементов крови проводилась по атласам клеток крови сельскохозяйственных и лабораторных животных (Риган и др., 2000; Симонян и Хисамутдинов, 1995; Theml et al., 2004). Микрофотографии различных типов лейкоцитов в крови рыжей полевки представлены на Рис. 1. Количество лейкоцитов определяли в камере Горяева, лейкоцитарную формулу - на мазках крови, окрашенных по Паппенгейму красителем-фиксатором Мая-Грюнвальда и красителем Романовского (MiniMed, Россия). Исследование проведено с помощью светового микроскопа Биомед-3. Для подсчета лейкоцитарной формулы на мазках крови визуально определяли типы лейкоцитов при подсчете 200 клеток. Полученные данные выражали в процентах и абсолютных значениях (Абра- шова и др., 2013; Амиров и др., 2020; Кирилловский и Точилина, 2014; Полозюк и Ушакова, 2019). Абсолютное количество различных типов лейкоцитов вычисляли, исходя из их общего количества и процентного содержания.
Статистическая обработка данных проведена с применением пакета программ Microsoft Office ЕхсеІ 2007 и Statistica 10 (Усманов, 2020). Описательная статистика включала в себя среднее арифметическое, ошибку среднего арифметического и коэффициент вариации. Степень достоверности межгрупповых различий определена по t-критерию Стьюдента, статистически достоверными считались результаты при p < 0.05 (Баврина, 2021). Для оценки скореллированности изученных показателей применяли параметрический коэффициент Пирсона (rp) или ранговой коэффициент Спирмена (rs). Для определения силы и значимости влияния локации отлова, видовой принадлежности, пола грызуна, стадии популяционного цикла на исследуемые показатели крови применялся метод многофакторного дисперсионного анализа (MANOVA) (Коросов и Горбач, 2017).
Результаты
Сравнительный анализ содержания абсолютного количества лейкоцитов в крови рыжей полевки и малой лесной мыши на рассматриваемых территориях не показал статистически достоверных различий (Табл. 1).
Табл. 1. Содержание лейкоцитов в крови мышевидных грызунов на территории Костромской области. X -среднее арифметическое, Sx - ошибка среднего арифметического, Cv - коэффициент вариации; t - значение t-критерия Стьюдента.