Популяционный состав эритроцитов как индикатор адаптации зимоспящего млекопитающего к неблагоприятным факторам окружающей среды

Целью является исследование популяционного состава эритроцитов крови сусликов в период глубокой спячки и на разных этапах согревания при индуцированном пробуждении.

Исследования были выполнены на малых сусликах Spermophilus pygmaeus Pall. Для эксперимента использовали бодрствующих животных (контроль), находящихся в середине баута глубокой спячки и на различных этапах индуцированного пробуждения (с температурой тела 15 °С, 25 °С, 37 °С). Для оценки популяционного состава эритроцитов применили метод кислотных эритрограмм.

В период гибернации зафиксировано увеличение количества эритроцитов, претерпевших сфероцитарную трансформацию с одновременным ростом доли высокостойких и сверхвысокостойких клеток. Пробуждение и повышение температуры тела сусликов до 15°С способствует снижению содержания эритроцитов с низкой и средней устойчивостью по сравнению с состоянием бодрствования. Согревание сусликов до 25 °С характеризуется более высоким, по сравнению со всеми состояниями животных, содержанием подвергшихся сферуляции и пониженностойких эритроцитов. При этом популяция высокорезистентных эритроцитов, напротив, демонстрирует значительное снижение относительно предыдущих этапов исследования. Уровень сверхвысокорезистентных клеток остается достаточно высоким по сравнению с зимним контролем. Достижение температуры тела животного 37 °С не приводит к полной нормализации популяционного состава эритроцитов. В цикле спячка‐пробуждение популяционный состав эритроцитов претерпевает значительные изменения, которые могут быть обусловлены как изменениями в системе эритрона, так и структурными модификациями эритроцитарных мембран, меняющими их чувствительность к гемолитикам.

1. Giroud S., Yamaguchi Y., Terrien J., Henning R.H. Editorial: Torpor and hibernation: metabolic and physiological paradigms // Front Physiol. 2024. V. 15. https://doi.org/10.3389/fphys.2024.1441872

2. Астаева М.Д., Кличханов Н.К. Окислительная модификация белков и антиоксидантная активность крови сусликов при индуцированном пробуждении от зимней спячки // Изв. АН Сер. Биол. 2009. N 6. С. 662–668.

3. Katiukhin L.N., Chalabov S.I., Bekshokov K.S., Pokhmelnova M.S., Klichkhanov N.K., Nikitina E.R. Seasonal changes in blood rheology in little ground squirrels // J. Exp. Zool – A. Ecol. Integr. Physiol. 2023. V. 339. N 5. P. 474–486. https://doi.org/10.1002/jez.2693

4. Perkins S.L. Wintrobe's Clinical Hematology. Philadelphia, Lippincot Wilkins and Williams Publ., 2003. V. 1. 11th ed. 5510 p.

5. Gulevsky A.K., Shchenyavsky I.I. Seasonal changes in mechanical resistance of erythrocytes of the long‐tailed ground squirrel (Citellus undulatus) // Jour. of Evol. Biochem. and Physiol. 2014. V. 50. N 5. P. 364–368.

6. Карнаухова Н.А., Сергиевич Л.А., Игнатьев Д.А., Карнаухов В.Н. Влияние ионизирующего излучения на синтетическую активность клеток системы крови у сусликов при разных физиологических состояниях животных // Биофизика. 2008. Т. 53. N 1. C. 113–122.

7. Лизоркина К.И., Аксенова Г.Е., Афанасьев В.Н., Теплова П.О., Захарова Н.М. Особенности эритропоэза гибернирующих сусликов Urocitellus undulatus // Журн. эвол. биох. и физиол. 2024. T. 60. N 6. C. 599–607. https://doi:10.31857/S0044452924070026

8. Yasuma Y., Mc Carron R.M., Spatz M., Hallenbeck J.M. Effects of plasma from hibernating ground squirrels on monocyte‐endothelial cell adhesive interactions // Am. J. Physiol. 1997. V. 273. N 6. P. 1861–1869. https://doi.org/10.1152/ajpregu.1997.273.6.R1861

9. Ануфриев А.И. Механизмы зимней спячки мелких млекопитающих Якутии. Новосибирск: Из‐во СО РАН, 2008. 158 с.

10. Терсков И.А., Гительзон И.И. Метод химических (кислотных) эритрограмм // Биофизика. 1957. N 2. C. 259–265.

11. Леонова В.Г. Анализ эритроцитарных популяций в онтогенезе человека. Новосибирск: Наука, 1987. 240 с.

12. Giraud‐Billoud M., Rivera‐Ingraham G.A., Moreira D.C., Burmester T., Castro‐Vazquez A., Carvajalino Fernandez J.M., Dafre A., Niu C., Tremblay N., Paital B., Rosa R., Storey J.M., Vega I.A., Zhang W., Yepiz Plascencia G., Zenteno‐Savin T., Storey K.B., Hermes‐Lima M. Twenty years of the ‘Preparation for Oxidative Stress’ (POS) theory: ecophysiological advantages and molecular strategies // Comparative Biochemistry and Physiology. Part A, Molecular and Integrative Physiology. 2019. V. 234. P. 36–49. http://dx.doi.org/10.1016/j.cbpa.2019.04.004

13. Липина О.В., Луговой В.И. Изменение вязкости крови и гематокрита при охлаждении животных // Биофизика. 1996. Т. 41. N 3. C. 678–679.

14. Reznik G., Reznik‐Schuller H., Emminger A., Mohr U. Comparative studies of blood from hibernating and nonhibernating European hamsters (Cricetus cricetus L.) // Lab. Animal Sci. 1975. V. 25. N 2. P. 210–215.

15. Jorgensen P.G., Arnemo J., Swenson J.E., Jensen J.S., Galatius S., Frobert O. Low cardiac output as physiological phenomenon in hibernating, free‐ranging Scandinavian brown bears (Ursus arctos) – an observational study // Cardiovasc Ultrasound. 2014. V. 12. P. 36. https://cardiovascularultrasound.biomedcentral.com/articles/10.1186/1476‐7120‐12‐36

16. Cooper S.T., Sell S.S., Fahrenkrog M., Wilkinson K., Howard D.R., Bergen H., Cruz E., Cash S.E., Andrews M.T., Hampton M. Effects of hibernation on bone marrow transcriptome in thirteen‐lined ground squirrels // Physiol Genomics. 2016. V. 48. N 7. P. 513–525. https://doi.org/10.1152/physiolgenomics.00120.2015

17. Repsold L., Joubert A.M. Eryptosis: An erythrocyte's suicidal type of cell death // BioMed Research International. 2018. Article id: 9405617. doi: 10.1155/2018/9405617

18. Okamoto I., Kayano T., Hanaya T., Arai S., Ikeda M., Kurimoto M. Up‐regulation of an extracellular superoxide dismutase‐like activity in hibernating hamsters subjected to oxidative stress in midto late arousal from torpor // Comp Biochem Physiol and Toxicol Pharmacol. 2006. V. 144. N 1. P. 47–56. https://doi:10.1016/j.cbpc.2006.05.003

19. Klichkhanov N.K., Nikitina E.R., Shihamirova Z.M., Astaeva M.D., Chalabov S.I., Krivchenko A.I. Erythrocytes of Little Ground Squirrels Undergo Reversible oxidative stress during arousal from hibernation // Front Physiol. 2021. V. 12. https://doi.org/10.3389/fphys.2021.730657