Адаптивные реакции крови средиземноморской черепахи Никольского Testudo graeca nikolskii Ckhikvadze et Tuniyev, 1986 (Testudinidae, Reptilia)
ВВЕДЕНИЕ
Видовой ареал средиземноморской черепахи - Testudo graeca Linnaeus, 1758 - расположен в Северной Африке, Южной Европе, Передней Азии и на островах Средиземного моря; зарегистрированные на Канарских островах экземпляры, скорее всего, являются сбежавшими домашними животными, которые не образуют жизнеспособных популяций (The Reptile Database, 2024). В Краснодарском крае России, откуда добыты исследованные нами особи, распространена одна подвидовая форма - средиземноморская черепаха Никольского T. g. nikolskii Ckhikvadze et Tuniyev, 1986. Подвид описан В.М. Чхиквадзе и Б.С.Туниевым (1986) по экземплярам из Краснодарского края (голотип- самка из пос. Небуг Туапсинского района, паратипы - 5 экземпляров из различных пунктов юга Краснодарского края). Еще в конце XX в. средиземноморская черепаха Никольского была до вольно многочисленной между Новороссийском и Адлером в Краснодарском крае, но к настоящему времени почти исчезла здесь, поскольку ежегодно сотнями вывозилась отдыхающими. В настоящее время T. g. nikolskii - реликтовый эндемичный подвид с прогрессирующим сокращением численности, включенный в Красную книгу Российской
Федерации (2021) с категорией и статусом 1 - «Находящийся под угрозой исчезновения подвид» и Красную книгу Краснодарского края (2017) с категорией таксона 2ИС-«Исчезающие».
C целью сохранения средиземноморских черепах создаются специализированные питомники (Kirsche, 1998), где черепахи содержатся под контролем и охраной специалистов для последующей реинтродукции в естественные места обитания вида. В пос. Супсех, расположенном в 2 км на юго-восток от центра г.Анапа, находится питомник для содержания средиземноморских черепах Никольского, доставленных сюда из окрестностей г. Анапы. В рамках проверки здоровья у самцов и самок T.g. nikolskii из этого питомника были взяты мазки крови, являющиеся первичным инструментом для цитологической диагностики.
Цель работы: исследование периферической крови здоровых и зараженных гемопаразитами особей средиземноморской черепахи Никольского.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ
Исследованные особи T. g. nikolskii (6 самцов и 16 самок) содержались в питомнике и поступили сюда в 2023 - 2024 гг. Забор крови у черепах проведен в один день (19.04.2024 г.) путем прокола яремной вены. Все работы осуществлялись в соответствии с «Международными руководящими принципами для биомедицинских исследований на животных» (International Guiding..., 2012). Мазки крови (по два от каждой особи) готовились помощью гематологического штапеля, высушивали на воздухе, затем фиксировали в спирто-эфирной смеси (1:1). Зафиксированные мазки хранили до окрашивания при комнатной температуре. Мазки окрашивали в течение 20 мин красителем Гимза азур-эозин по Романовскому (10 - 12 кратный раствор, фирма «Биолот», Россия), приготовленном на фосфатном буфере (рН 6.8 - 7.2). Готовые мазки просматривали на микроскопе Meiji Techno серии МТ 4000 с иммерсией (Meiji Techno, Japan), при увеличении ><1500, с дифференцированным подсчётом лейкоцитов (Соколина и др., 1997; Alleman et al., 1992). С учетом морфологических особенностей определяли пять типов лейкоцитарных клеток (в %): гранулоциты (гетерофилы, базофилы, эозинофилы) и агранулоциты (моноциты, лимфоциты) (рис.1).
Рис. 1. Лейкоцитарный состав крови Testudo graeca nikolskii
Цифровые изображения препаратов выполняли камерой Vision САМ (Vision, Japan) для тринокулярного микроскопа Meiju Techno (увеличение < 1500).
На основании лейкоцитарной формулы крови рассчитали интегральные лейкоцитарные индексы в относительных единицах:
индекс сдвига лейкоцитов, ИСЛ = £ гранулоцитов / £ агранулоцитов;
индекс соотношения лимфоцитов и эозинофилов, ИСЛЭ=Л/Э;
индекс соотношения гетерофилов и эозинофилов, ИСГЭ=Г/Э;
лимфоцитарно-гранулоцитарный индекс, ИЛГ= ЛЛ0/Э+Г+Б;
индекс соотношения гетерофилов и лимфоцитов, ИСГЛ= Г/Л, где Л - лимфоциты; Э - эозинофилы; Г - гетеро- филы; Б-базофилы.
Измеряли длину карапакса (в мм) черепах по его прямой средней линии от переднего края загривкового щитка до заднего конца надхвостового щитка штангенциркулем.
Учет гемопаразитов проводили на 500 эритроцитов у каждой особи. Экстенсивность инвазии (Е) - количество особей вида, зараженных гемопаразитами, по отношению ко всему числу исследованных особей, рассчитывали по формуле: Е = n / N < 1 00%. Среднюю интенсивность инвазии (I) - число паразитов, приходящихся в среднем на одну черепаху, рассчитывали по формуле: I = m/n. Индекс обилия (ИО)- число гемопаразитов, приходящихся на одну исследованную особь (рассчитывали по формуле: ИО = m /N, где n - число зараженных особей, m - число обнаруженных гемопаразитов, N- число исследованных особей хозяев).
Полученные первичные данные проверяли на нормальность распределения по специальным критериям Шапиро - Уилка и Лиллиефорса. Ввиду несоответствия первичных данных нормальному распределению центральные тенденции и рассеяние показателей описывали медианой (Me) и интерквартильным размахом (IQR). Данные сравнивали методами непараметрической статистики с расчетом критериев: Краскела - Уоллиса (H) (при множественном сравнении независимых групп по одному признаку), Данна (D) (множественный критерий при попарном сравнении групп), Манна - Уитни (u) при сравнении двух групп, критерием z - при сравнении долей с поправкой Холма, при а = 0.007. Анализ связи и зависимости признаков проводили ранговым коэффициентом корреляции Спирмена (р) и коэффициентом регрессии в пакете прикладных программ «Statistica» (StatSoft Inc., OK, USA). За величину статистической значимости принимали а = 0.05.
РЕЗУЛЬТАТЫ
В мазках крови средиземноморских черепах у 54.5% особей (10 самок и 2 самца) были обнаружены внутриэритроцитарные паразиты Haemogregarina spp., которые являются наиболее распространенными паразитами крови черепах (Adl et al., 2012), имеют сложный жизненный цикл, включающий мерогонию и образование гематоцитов в эритроцитах позвоночного хозяина, а также гамогоний и спорогоний в кишечнике беспозвоночного переносчика (пиявки) (Siddall, Desser, 2001; Telford, 2008). Остальные особи (4 самца и 6 самок, 45.5% от собранных особей) оказались здоровыми. Экстенсивность инвазии, средняя интенсивность инвазии, индекс обилия, а также доля зараженных клеток у самок была значимо выше по сравнению с самцами (z = 1.85, р = 0.032) (табл. 1), что позволяет прийти к заключению о том, что самки более склонны к инфицированию гемогрегаринами, чем самцы.
У исследованных инфицированных особей наблюдали разные стадии развития апикомплексовых гемопаразитов, расположенных внутри эритроцитов периферической крови: гаметоциты и трофозоиты (рис. 2). Гаметоциты имели овальную форму с зернистым ядром (см. рис. 2, а). Зрелые трофозоиты были (Т-образной формы, с частично сросшимися ответвлениями разного размера, образующими большое овальное тело, заключенное в капсулу, и ядром (см.рис.2, б).
Рис. 2. Паразитические стадии Haemogregarina spp. в эритроцитах Testudo graeca nikolskii: а - гаметоциты, б - трофозоиты
Интенсивность инфицирования черепах варьировала от 0.2 до 4.2% (процент зараженных эритроцитов) (табл. 2). В образцах крови трофозоиты встречались в 54.2% случаев заражения, достаточно часто встречались и гаметоциты (45.7%). В литературе есть сведения, что чем меньше времени прошло с момента заражения черепах, тем выше процент трофозоитов, меньше число гаметоцитных форм и инфицированных эритроцитов (Mihalca et al., 2002). Нашим исследованием установлено, что при высокой интенсивности инфицирования гаметоциты (р = 0.77, p = 0.003) и трофозоиты (р= 0.74, p= 0.005) в эритроцитах черепах встречались с равной вероятностью.
Следует отметить отсутствие корреляционной связи между длиной карапакса и паразитарными формами (р= 0.07, p= 0.82), хотя в литературе встречаются сведения о повышенном содержании трофозоитов в крови крупных инфицированных черепах по сравнению с мелкими особями и преобладании гаметоцитов у мелких черепах (Mihalca et al., 2002).
По лейкоцитарному составу крови и лейкоцитарным индексам (лимфоцитарно-гранулоцитарного, сдвига лейкоцитов, отношения лимфоцитов и эозинофилов, отношения гетерофилов и эозинофилов, отношения гетерофилов и лимфоцитов) различий между инфицированными и здоровыми самками и самцами не выявлено. Относительное содержание гранулоцитов и агранулоцитов в четырех группах было сопоставимо (табл.3).
Усредненные значения показателей лейкограммы для здоровых и инфицированных самцов и самок характеризовались лимфоцитарным профилем, что свидетельствовало о преобладании специфической (лимфоцит-зависимой) составляющей в иммунных реакциях особей (табл.4).
Таблица 1. Зараженность Testudo graeca nikolskii гемогрегаринами Haemogregarina spp.
Таблица 2. Пол, размеры и разные стадии гемопаразитов в эритроцитах крови Testudo graeca nikolskii (в расчете на 500 клеток)
Таблица 3. Лейкоцитарный состав периферической крови здоровых и зараженных гемогрегаринами особей Testudo graeca nikolskii
Таблица 4. Усредненные показатели (Me / IQR) лейкоцитарного состава крови Testudo graeca nikolskii
Регрессионным анализом выявлена зависимость возрастания доли эозинофилов в периферической крови с содержанием в эритроцитах трофозоитов (рис. 3), но не гаметоцитных форм гемопаразита. Уравнение регрессии, аппроксимирующее линейную зависимость между изученными показателями, имело вид: Эозинофилы, % = 8.8484 + 0.996 х (r = 0.614, p = 0.033, R2 =0.377). Результаты множественной регрессии свидетельствовали о значимости отличий от нуля коэффициента линей- ной регрессии, в = 0.37, и стандартной ошибки, Se = 0.15, p = 0.03.
Полученные результаты показывают, что паразитические формы Haemogregarina spp. могут оказывать влияние на лейкоцитарный состав крови и иммунный ответ средиземноморской черепахи.
ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
Последствия инфицирования гемогрегаринами для системы крови рептилий до конца не ясны, но есть сведения, что высокая интенсивность заражения у пресноводных черепах вызывает относительный лимфоцитоз и гетеропению, при этом наличие гаметоцит- ных форм связано с возрастанием числа эозинофилов и снижением количества моноцитов (Mihalca et al., 2002). Другие исследователи сообщают об отсутствии клинических признаков (Mihalca et al., 2008) и различий в дифференциальном количестве клеток крови у рептилий (пресноводных змей) при инфицировании (Salakij et al., 2002).
Связь между иммунитетом и паразитами достаточно сложная. Напомним, что развитию паразита в организме хозяина способствует такой феномен, как иммунологическая индукция, которая заключается в способности паразита изменять процесс синтеза белка с образованием общих белковых антигенов (Малютина, 2008). Поэтому иммунитет при инфицировании бывает неярко выражен, характеризуется слабым напряжением и кратковременным действием, зависит от физиологических и экологических особенностей паразитов (Шевкопляс, Лопатин, 2008), при этом сравнительный анализ крови инфицированных и здоровых особей может не показывать каких-либо различий. Известно, что гемогрегарины влияют на общее состояние животных, вызывая снижение значения гематокрита, гемоглобина и количества эритроцитов у инфицированных особей (Thrall et al., 2004; Stacy et al., 201 1). При нарастании интенсивности инфекции гемогрегарины, несущие широкий спектр поверхностных антигенов, по всей видимости, распознаются хозяином как нечто генетически чужеродное, вызывая ответные иммунологические реакции и эозинофилию. По своим цитохимическим свойствам эозинофильные гранулоциты являются первичными эффекторными клетками со специфической анти-паразитарной функцией, и возрастание в крови доли этих клеток при инфицировании обеспечивает усиление защитных реакций организма (Шевкопляс, Лопатин, 2008).
Рис. 3. Зависимость возрастания количества эозинофилов в крови, инфицированных spp. Testudo graeca nikolskii Haemogregarin
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Наше исследование является первым, в котором проведена оценка адаптивных реакций системы крови здоровых и зараженных гемопаразитами средиземноморских черепах. Полученные результаты предоставили доказательства влияния интенсивности инфицирования гемопаразитами на иммунный статус черепах. Черепахи как долгоживущие, морфологически и экологически консервативные виды на протяжении своей жизни, вероятно, сталкиваются с самыми разнообразными патогенами, что приводит к развитию более сложной (опосредованной антителами) иммунной защиты, тогда как короткоживущие виды в большей степени полагаются на неспецифическую и воспалительную иммунную защиту. Однако их низкое видовое богатство и высокая степень антропогенной угрозы, а также изменения окружающей среды в пространственном и временном масштабах указывают на необходимость защиты и сохранения видов, подвергающихся серьезному риску исчезновения.
Полагаем, что выявление возможных вредных долгосрочных последствий инфицирования гемогрегаринами, контроль за состоянием здоровья и численностью T. g. nikolskii будет способствовать защите и сохранению этого редкого подвида черепах в Краснодарском крае.
Красная книга Краснодарского края. Животные. 3-е издание. 2017. Краснодар: Администрация Краснодарского края. 720 с.
Красная книга Российской Федерации. Т. Животные. 2-е издание. 2021. М. : ФГБУ «ВНИИ Экология». 1128 с.
Малютина Т. А. 2008. Взаимоотношения в системе паразит-хозяин: биохимические и физиологические аспекты адаптации (ретроспективный обзор) // Российский паразитологический журнал. № 1. С. 1 - 17.
Соколина Ф. М., Павлов А. В., Юсупов Р. Х. 1997. Гематология пресмыкающихся : методическое пособие по курсу «Герпетология», большому практикуму и спецсеминарам. Казань : Казанский государственный университет. 31 с.
Чхиквадзе В. М., Туниев Б. С. 1986. О систематическом положении современной сухопутной черепахи Западного Закавказья // Сообщения Академии наук Грузинской ССР. Т. 124, № 3. С. 617 - 620.
Шевкопляс В. Н., Лопатин В. Г. 2008. Влияние гельминтозов на течение иммунологических процессов у животных // Российский паразитологический журнал. № 4. С. 94 - 101.
Adl S. M., Simpson A. G. B., Lane C. E., Lukes J., Bass D., Bowser S. S., Brown M. W., Burki F., Dunthorn M., Hampl V., Heiss A., Hoppenrath M., Lara E., le Gall L., Lynn D. H., McManus H., Mitchell E. A. D., Mozley- Stanridge S. E., Parfrey L. W., Pawlowski J., Rueckert S., Shadwick L., Schoch C. L., Smirnov A., Spiegel F. W. 2012. The revised classification of eukaryotes // Journal of Eukaryotic Microbiology. Vol. 59, iss. 5. P. 429 - 514. https://doi.org/10.1111/j.1550-7408.2012.00644.x
Alleman A. R., Jacobson E. R., Raskin R. E. 1992. Morphologic and cytochemical characteristics of blood cells from the desert tortoise (Gopherus agassizii) // American Journal of Veterinary Research. Vol. 53. P. 1645 - 1651.
International Guiding Principles for Biomedical Research Involving Animals. 2012. Geneva, Switzerland : Council for International Organization of Medical Sciences Publ. 4 p.
Kirsche W. 1998. Die Landschildkroten Europas. Biologie, Pflege, Zucht und Schutz. Melle : Mergus Verlag GmbH. 104 p.
Mihalca A., Achelaritei D., Popescu P. 2002. Haemoparasites of the genus Haemogregarina in a population of European pond turtles (Emys orbicularis) from Dragasani. Valcea county, Romania // Scientia Parasito- logica. Vol. 2. P. 22 - 27.
Mihalca A., Racka K., Gherman C., Ionescu D. T. 2008. Prevalence and intensity of blood apicomplexan infections in reptiles from Romania // Parasitology Research. Vol. 102, iss. 5. P. 1081 - 1083. https://doi.org/10.1007/ s00436-008-0912-9
Salakij C., Salakij J., Suthunmapinunta P., Chanhome L. 2002. Hematology, mor-phology and ultrastructure of blood cells and blood parasites from puff-faced watersnakes (Homalopsis buccata) // Kasetsart Journal - Natural Science. Vol. 36. Р. 35 - 43.
Siddall M. E., Desser S. S. 2001. Transmission of Haemogregarina balli from painted turtles to snapping turtles through the leech Placobdella ornata // Journal of Parasitology. Vol. 87, iss. 5. Р. 1217 - 1218. https://doi.org/ 10.1645/0022-3395(2001)087[1217:TOHBFP]2.0.CO;2
Telford Jr. S. R. 2008. Hemoparasites of the Reptilia : Color Atlas and Text. New York : CRC Press. 376 p.
The Reptile Database / eds. P. Uetz, P. Freed, R. Aguilar, F. Reyes, J. Kudera, J. Hosek. 2024. Available at: https://www.reptile-database.org (accessed May 22, 2024).
Современная герпетология, 2024 т.24 вып.3/4
Е. Б. Романова 1, А. Г. Бакиев 2, Р. А. Горелов 2
1 Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет
им. Н. И. Лобачевского
Россия, 603950, г. Нижний Новгород, проспект Гагарина, д. 23
2 Самарский федеральный исследовательский центр РАН,
Институт экологии Волжского бассейна РАН
Россия, 445003, г. Тольятти, ул. Комзина, д. 10
⇓ Скачать PDF "Современная герпетология" сборник со статьями про черепах (25 мб)