Эпидемиологическое состояние ихтиофауны Каспийского моря

Научно-исследовательский институт проблем биологической безопасности

Эпидемиологическое состояние ихтиофауны Каспийского моря

Э.А. Джетигенов, М.Б. Орынбаев,

Ы. Мыктыбекова, С.К. Копеев,

Резюме

Эпидемиологическое состояние ихтиофауны Каспийского моря.

Авторы: Джетигенов Э.А., Орынбаев М.Б., Мыктыбекова Ы., Копеев С.К., Керимбаев А.

Ключевые слова: ихтиофауна, эпидемиологическое районирование, бактерии, вирусы, серологические исследования.

Целью проделанной работы является изучение эпидемиологического состояния ихтиофауны казахстанского сектора Каспийского моря.

Биологический материал от ихтиофауны отбирался в 11 заранее определенных точках моря. В результате проведенных исследований установлено, что по степени бактериальной обсеменности ихтиофауны имеются неблагополучные в эпидемиологическом отношении районы, которые соответствуют участкам моря, где повышенное содержание загрязняющих веществ в воде и донных отложениях. Выявлено что, что бактериальная микрофлора в печени имеется у более 20% рыб. Выделен и идентифицирован вирус дерматофиросаркомы судака, который циркулирует в популяции судака, сома, берша и густеры. Серологическими исследованиями установлено, что рыбы являются бактерио - и вирусоносителями многих инфекций характерных для наземных животных и птиц.

Введение

Проблема загрязнения акватории Каспийского моря в результате антропогенной нагрузки остается актуальной в настоящее время. Техногенное воздействие на водную среду Каспийского моря, является основным фактором, лимитирующее жизнедеятельность биологических систем и развитие новых микроорганизмов приспособленных к новым условиям существования. В связи с этим, для оценки эпидемиологической ситуации в акватории моря, информация о микробиологическом состоянии ихтиофауны очень важна. При этом первостепенное значение приобретают исследования микрофлоры рыб представляющих опасность для здоровья человека, что позволяет дать объективную оценку санитарного состояния водной экосистемы [1, 2, 3].

Согласно статистике основной причиной пищевых отравлений является рыбная продукция, что составляет 20,0-35,0% всех отравлений. Этиологической причиной этих заболеваний являются сальмонеллы, энтеробактерии, аэромонады, псевдомонады, кампилобактерии и другие. Это свидетельствует о необходимости исследования состава микрофлоры, обсеменяющей рыбу в Каспийском море [1, 4, 5].

В связи с этим с целью изучения эпидемиологического состояния ихтиофауны Каспийского моря были проведены экспедиции в 2008 - 2010 годах по казахстанскому сектору акватории моря.

Материалы и методы

Биологическим материалом для лабораторных исследований служили пробы ихтиофауны, собранные по казахстанской части акватории Каспийского моря. За указанный период было проведено 12 экспедиций и отобрано 1137 проб биологического материала. При исследовании рыб обращали внимание на патологические изменения в органах. Отлов рыб производился в заранее определенных 11 точках. При определении точек отбора проб учитывались имеющихся сведений о загрязнении водной среды.

Отобранный биоматериал подвергался комплексным микробиологическим исследованиям (бактериологическим, вирусологическим и серологическим). Для выделения агентов вирусной этиологии использовали культуры клеток VERO и WSSK.

Для идентификации вируса выделенного от рыб, были проведены ПЦР исследования. Для подбора специфических праймеров с целью идентификации вируса WDSV использовали полную нуклеотидную последовательность ретровируса с номером NC001867.1 в GeneBank. В качестве мишени была использована нуклеотидная последовательность gag-гена, кодирующего gag polyprotein.

Результаты и обсуждение

В результате экспедиционных исследований патологические изменения у рыб выявлены преимущественно в печени, которые характеризовалась кровоизлиянием, инъецированностью сосудов и изменениями в однородности окраски. Кроме этого, наблюдались кровоизлияния в молоках, в воздушном пузыре, в кишечнике, а также деструктивные изменения в жабрах, на кожном покрове, спайки во внутренних органах (рисунок 1). Из числа обследованных рыб было выявлено около 24% с патологическими изменениями.

При экспедиционных исследованиях установлено, что в районах моря северо-восточного побережья (точки № 4,5,6) и в районе устьев рек Урала (3) и Волги (1) рыбы с патологией во внутренних органах регистрируются чаще, чем в других участках (рисунок 2).

Бактериологические исследования биоматериала рыб

Проведенные микроскопические исследования слайд-препаратов внутренних органов ихтиофауны Каспия показали, что бактериальная контаминация наблюдалась преимущественно у сельдевых рыб, жереха, воблы, леща и кефали и в меньшей степени у других представителей моря. При микроскопии мазков-отпечатков печени рыб было выявлено, что более 20% ихтиофауны обсеменены различными видами бактерий.

В результате бактериологических исследований биоматериала ихтиофауны Каспия выделены различные виды бактерий, дрожжеподобные грибы и спор грибов. Причем следует отметить, что преимущественно регистрируются кокки, дрожжеподобные грибы, пастереллы и псевдомонады. При этом, высокая контаминированность рыб условно-патогенными микроорганизмами отмечена в районе устья рек Волга и Урал и в районе полуострова Бузачи (точки № 6,7), по сравнению с другими участками казахстанского сектора моря. В Среднем Каспии бактериальная обсемененность среди рыб отмечается в Казахстанском заливе (точка №11).

В результате проведенных бактериологических исследований рыб казахстанского сектора Каспийского моря, обнаружены следующие условно-патогенные микроорганизмы: Pseudomonas, Campylobacter, Pasterellа, Micobacterium, Aeromonas, Enterococcus, Neisseria, Streptococcus и дрожжеподобных грибов Candida и Cryptococcus.

Вирусологический анализ биоматериалов рыб

В результате вирусологических исследований биоматериала рыб выделены агенты вирусной этиологии, обладающие цитопатическим действием для культур клеток VERO и WSSK. Вирусы были выделены от больных судаков с явными клиническими признаками дерматофибросаркомы. Цитопатическое действие вируса проявлялось на 3 пассажном уровне в культурах клеток VERO и WSSK (рисунок 3).

Кроме судака вирус дерматофибросаркомы (WDSV - walleye dermal sarcoma virus) выделен от берша, густеры и сома. С целью морфологической идентификации выделенных вирусов были проведены электронно-микроскопические исследования. В результате во всех пробах, выделенных от рыб, были обнаружены вирусные частицы размером 100-150 нм.

Результаты ПЦР по обнаружению WDSV, с использованием праймеров GAGf и GAGr, в новообразованиях и культурах клеток показывают, что специфические ПЦР-продукты размером 543 п. н. нарабатываются в пробах от судака, берша, густеры и сома, что говорит о присутствии в пробе и культуре клеток ДНК WDSV (рисунок 4).

Результаты вирусологических исследований показывают, что вирус дерматофибросаркомы (WDSV) циркулирует в популяциях четырех видов рыб обитающих в Каспийском море - судака, сома, берши и густеры.

Серологические исследования сывороток крови птиц и рыб на наличие антител к возбудителям инфекционных болезней.

С целью определения серопозитивности ихтиофауны Каспия, на распространенные в прибрежной зоне среди животных и птиц заболевания, были проведены исследования сывороток крови рыб.

Серологическими исследованиями сывороток крови рыб выявлены антитела у 42 рыб к возбудителю лептоспироза, у 39 рыб к возбудителю пастереллеза, у 30 к вирусу болезни Ньюкасла, у 23 рыб к возбудителю листериоза (таблица1). На бруцеллезный, сальмонелезный и туберкулезный антигены в сыворотках крови рыб антитела не выявлены.

Представляет интерес тот факт, что у рыб выявлены антитела и в довольно высоких титрах на болезнь Ньюкасла. В литературе не имеются сведения о заболевании рыб выше указанной болезнью. На лептоспироз, листериоз выявлены антитела, также в довольно высоких титрах (до 1: 640), однако выделить возбудителей инфекции не удалось. Следовательно, можно предположить, что ихтиофауна толерантна к данным инфекциям. Рыбы могли быть сенсибилизированы от перелетных птиц и диких животных прибрежной зоны Каспия. В природных очагах - грызуны и насекомоядные (полевки, крысы, мыши, землеройки, ежи) являются носителями инфекции, у которых инфекция протекает в латентной форме, а возбудители инфекции выделяются с мочой и фекалиями длительное время и природными стоками попадают в море.

Результаты проведенных серологических исследований отражают результаты эпидемиологического обследования по районированию неблагополучных территорий. Районы с высоким бактериальным загрязнением, соответствуют районам повышенной серопозитивности на инфекционные болезни (рисунок 5).

В представленной гистограмме (рисунок 5) видно, что наибольший процент рыб носителей возбудителя лептоспироза встречается на побережье среднего Каспия (точки № 8, 9, 10,11), устьев рек Урал (точки № 2,3) и Волга (точка № 1). Рыб носителей пастереллеза больше на северо-восточном побережье Каспия (точки № 4,5), устьев рек Урал и Волга, а носителей листериоза на побережье среднего Каспия. Рыбы носители вируса болезни Ньюкасла встречаются по всему побережью казахстанского части Каспийского моря, за исключением центрального района северного Каспия.

ихтиофауна каспийское море рыба

Обсуждение и обобщение результатов исследований

Представленные результаты эпидемиологических исследований ихтиофауны Каспийского моря свидетельствуют, что высокая контаминированность рыб условно-патогенными микроорганизмами наблюдается в неблагоприятных в экологическом отношении районах Каспийского моря. Известно, что реки Урал и Волга выносят в море большое количество различных загрязняющих веществ, которые в районах моря, прилегающих к устьям рек, находятся в повышенных концентрациях. На северо-восточном побережье сосредоточено большое количество предприятий по добыче нефти, вокруг которых имеются значительные территории, загрязненные нефтепродуктами. Нефтепродукты попадают в море талыми, дождевыми и подземными водами. Другим фактором негативного воздействия на акваторию моря имеют затопленные скважины, а мелководье и слабая циркуляция воды в данном участке акватории является благоприятной средой для развития различной бактериальной микрофлоры, что в итоге приводит к обострению экологической обстановки.

Трансформирование водной среды сказывается не только на обитающей в ней микрофлоре, но также инициирует ослабление защитных механизмов ихтиофауны. Данное явление способствует для патогенных и условно-патогенных микроорганизмов возникновению инфекций [1, 3]. В связи с этим наиболее пристальное внимание ученых вызывают условно-патогенные микроорганизмы вследствие их широкого распространения и важной роли в гидробиоценозе.

В результате проведенного эпидемиологического мониторинга казахстанского сектора Каспийского моря, обнаружены следующие условно-патогенные микроорганизмы: Pseudomonas, Campylobacter, Pasterellа, Micobacterium, Aeromonas, Enterococcus, Neisseria, Streptococcus и дрожжеподобных грибов Candida и Cryptococcus. При этом, высокая контаминированность рыб условно-патогенными микроорганизмами отмечена в районе устья рек Волга и Урал и в районе полуострова Бузачи (точки № 6,7), по сравнению с другими участками казахстанского сектора моря. В Среднем Каспии бактериальная обсемененность среди рыб отмечается в Казахстанском заливе (точка №11).

О высокой численности бактерий в районах воздействия речных стоков Волги и Урала, а также на свалах Уральской борозды, отмечают азербайджанские ученные. Проведенные ими широкие микробиологические исследования водной среды показывают о присутствии зон с высоким, средним и низким уровнем развития микрофлоры в Северном Каспии [6].

Эти факты подтверждают и свидетельствуют о негативном действии на ихтиофауну загрязняющих веществ, имеющих повышенные содержания в неблагоприятных в экологическом отношении районах Каспийского моря, которые в свою очередь способствую развитию бактериальной микрофлоры. В наших исследованиях наличие бактериальной микрофлоры в печени было обнаружено у более 20% исследованных рыб и основной процент составил в неблагополучных зонах.

Среди болезней рыб часто отмечается так называемая "дерматофибросаркома судака". По данным исследователей КазНИИРХ вирус фибрасаркомы судака на Каспии, кроме судаков, поражает так же сомов и бершей. В наших исследованиях, кроме указанных видов рыб данный вирус был обнаружен у густеры. Выделение вируса WDSV от рыб (густера, берш) у которых не отмечено каких-либо клинических признаков, свидетельствует об иммунологической толерантности данных видов рыб к вирусу дерматофибросаркомы. При помощи ПЦР установлено, что в популяции судаков, сомов, бершей и густер циркулирует один и тот же возбудитель - вирус дематофибрасаркомы судака (WDSV).

Известно, что контаминированность животных патогенной микрофлорой можно подтвердить путем сероконверсии сывороток крови. Представленные результаты серологических исследований показывают, что антитела к возбудителю лептоспироза были обнаружены в крови 43,9% рыб, к возбудителю пастереллеза у 36,7%, к возбудителю листериоза у 21,4%, к возбудителю туляремии у 4,1% и к возбудителю болезни Ньюкасла у 25,5% рыб.

По нашему мнению, заслуживают внимания факты обнаружения в одной особи антител к нескольким возбудителям. Например, такая картина была отмечена у леща, пойманного у побережья среднего Каспия, сазана, выловленного в устье р. Урал, жереха, пойманного в устье р. Волга. В крови этих рыб выявлено одновременное наличие антител против лептоспироза, пастереллеза, листериоза, туляремии и болезни Ньюкасла в различных сочетаниях. В общей сложности наличие антител против трех инфекций выявлено у 11, и против двух инфекций - у 26 из 138 исследованных сывороток крови рыб. Учитывая, что антитела против лептоспироза, пастереллеза, листериоза и болезни Ньюкасла в сыворотках крови рыб выявлялись постоянно в течение 3-х лет, можно констатировать о персистировании указанных возбудителей инфекции в популяциях рыб. Следовательно, в Каспийское море регулярно поступают данные виды возбудителей.

Выводы

Бактериологические исследования ихтиофауны Каспийского моря показали, что бактериальная микрофлора в печени имеется у более 20% рыб.

Установлено эпидемиологическое районирование Каспийского моря по степени обсеменности ихтиофауны бактериальной микрофлорой, которая соответствует серологическим исследованиям.

Выделен и идентифицирован вирус дерматофиросаркомы судака. Установлено, что вирус циркулирует в популяции судака, сома, берша и густеры.

Выявлено, что в сыворотке крови рыб имеются антитела против лептоспироза, пастереллеза, листериоза и болезни Ньюкасла.

Список литературы

1.Ларцева, Л.В. Состояние паразитофауны и микрофлоры гидробионтов Вого-Каспийского региона на рубеже 21 века / Л.В. Ларцева, В.В. Проскурина - Астрахань: Изд. КаспНИРХ, 2003. - C.80.

2.Зубкова, Л.А. Ранжирование особо опасных болезней рыб по напряженности эпизоотической ситуации в Волго-Каспийском регионе / Л.А. Зубкова, Л.В. Ларцева, Г.А. Степанова // Первый Конгресс ихтиологов России. - М.: Изд-во ВНИРО. - 1997. - С.419.

3.Лисицкая И.А. Бактериальные сообщества некоторых компонентов экосистемы дельты Волги и Северного Каспия: канд. дис. - Астрахань, 2008. - 61 08-3/635

4.Новожилова М.И. Микрофлора / Попова Л.Е., Березина Ф.С., Великанов С.Г. // Каспийское море: фауна и биологическая продуктивность - М.: Наука, 1985. - с.65-86.

5.Грищенко, Л.И. Болезни рыб и основы рыбоводства / Л.И. Грищенко, М.Ш. Абакаев, Г.В. Васильков - М.: Колос, 1999.

6.Салманов М.А. Экология и биологическая продуктивность Каспийского моря. - Баку, 1999. - 400 с.