Иммунобиологический статус морских львов (Otaria flavescens) в условиях неволи

УДК 619.616.98:574.632
DOI 10.33861/2071-8020-2026-1-37-40

Оригинальное эмпирическое исследование

Горковенко Н. Е., Сербаев Я. С. Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования «Кубанский государственный аграрный университет имени И. Т. Трубилина»,
г. Краснодар

Аннотация. Морские млекопитающие, живущие в неволе, сталкиваются с обстоятельствами, совершенно иными, чем в естественной среде обитания. Изменение качества водной среды обитания, привычного рациона питания, стрессы, связанные с проведением зрелищных мероприятий, приводят к изменению иммунного статуса и микробного фона организма, что в свою очередь отражается на здоровье животного.

Цель исследования: изучить иммунобиологический статус южноамериканских морских львов, содержащихся в центре морской биологии.

Материалы и методы исследований. Анализу были подвергнуты данные, полученные в ходе проведения исследования: результаты клинического обследования, состав кишечного микробиома, биохимические параметры сыворотки крови, гематологические и иммунологические показатели изучаемых животных.

Результаты исследований и их обсуждение. Несмотря на отсутствие в кишечном микробиоме изучаемых ластоногих патогенных бактерий, у обеих самок наблюдался дисбактериоз. У всех животных выявлен повышенный уровень АЛТ, при этом уровень АСТ был значительно ниже средних показателей для вида. В сыворотке крови всех особей отмечали низкое значение щелочной фосфатазы (в 1,6 раз ниже физиологической нормы) и повышенное количество глобулиновой фракции белка. Установлено, что уровень IgА был довольно высоким у всех животных, а у одной из самок был выше, чем у двух других особей более, чем в полтора раза. Иммуноглобулины класса G в крови самца в 1,5 раз превышали показатели самок.

Заключение. Концентрации IgА в сыворотке крови ластоногих, по-видимому, существенно выше, чем у наземных хищных млекопитающих.

Ключевые слова: океанариум, морской лев, иммунитет, гемограмма, биохимические показатели, микробиом кишечника, дис-биоз, фагоцитарная активность.

Южноамериканский морской лев (Otaria flavescens) – вид ушастых тюленей. В естественных условиях на пляжах из песка, гальки, их можно видеть на плоских скалистых утесах с водоемами. Южноамериканские морские львы широко распространены по Атлантике и Тихому океану вдоль побережья Южной Америки [1, 2]. Самец намного крупнее самки, имеет гриву, весит около 300 кг, тогда как самка весит примерно в 3 раза меньше. Морской лев естественным образом защищен от холода, ныряет ли он в глубины океана или разваливается на прибрежных скалах, обдуваемых ледяными ветрами. Слой жира под его кожей служит изоляцией, а его густой мех в сочетании с водонепроницаемым подшерстком благодаря маслянистым выделениям сохраняет его кожу сухой даже в воде. Продолжительность жизни составляет около 20 лет для обоих полов в естественной среде обитания и при жизни в неволе. Морской лев питается в основном пелагическими, донными и бентосными видами рыб, кальмаров и ракообразных. В природе общая численность популяции южноамериканских морских львов оценивается в 445 тыс. особей, по классификации международного союза охраны природы МСОП вид относится к группе, находящейся под наименьшей угрозой, но численность локальных популяций или их ареал может сокращаться [3].

Многие зоопарки, аквариумы и морские парки выставляют тюленей и морских львов, часто используют их для проведения шоу. Причины содержания морских млекопитающих в неволе включают сохранение редких и исчезающих видов, показ в зоопарках и аквариумах, научные исследования, программы плавания с ними, реабилитацию и уход за выброшенными на берег особями. При содержании морских львов в неволе стандарты ухода, качества и размера выставочного пространства различаются, ак и благополучие особей в этих учреждениях [4, 5].

Морские млекопитающие, живущие в неволе, сталкиваются с обстоятельствами, совершенно иными, чем в естественной среде обитания. Бассейны для морских млекопитающих по сравнению с плавательными бассейнами для людей гораздо сложнее в обслуживании из-за постоянной нагрузки отходами жизнедеятельности животных, довольно чувствительных к загрязнениям водной среды [6].

Но не только качество водной среды в искусственных условиях содержания оказывает воздействие на организм морских млекопитающих. Корм, как правило, тоже весьма отличается от поедаемого в естественной среде обитания. В зоопарках и океанариумах кормление осуществляется мороженной рыбой, в то время как на воле – это свежепойманная добыча. Несомненно и участие животных в шоу-программах может вызывать стрессы. Реакции на стресс играют решающую роль в том, чтобы животные могли справляться с изменениями окружающей среды. В мировой практике известно большое количество исследований, посвященных изучению стресс-реакций у диких морских млекопитающих [7, 8]. Однако исследований, посвященных изучению влияния стресса на этих животных в условиях неволи, практически нет.

С учетом вышеизложенного цель исследования заключалась в изучении иммунобиологического статуса южноамериканских морских львов, содержащихся в центре морской биологии.

Материалы и методика исследований. Исследования проведены на базе Центра океанографии и морской биологии; кафедре микробиологии, эпизоотологии и вирусологии Кубанского государственного аграрного университета, ФГУП «Кропоткинская краевая ветеринарная лаборатория» в 2022-2024 гг.

В исследование были вовлечены все содержащиеся в центре морской биологии особи южноамериканских морских львов, в количестве трех голов. Самец – возраст 10 лет, живой массой 300 кг, рожден в естественных условиях, по темпераменту флегматичен, содержится в индивидуальном вольере. Самка (1) – возраст 10 лет, живой массой 105 кг, рождена в дикой природе и обладает поведенческим репертуаром стадного животного, по темпераменту холерик, содержится в вольере со второй самкой. Самка (2) – возраст 10 лет, живой массой 140 кг, рождена в неволе.

При проведении исследования изучались параметры качества воды бассейна для содержания морских млекопитающих, рацион, условия и режим содержания животных.

Для изучения иммунного статуса и микробиома от животных получали пробы крови и фекалий, которые исследовали на микробиологические показатели (фекалии), гематологические, иммунологические и биохимические показатели (кровь). Учитывали клиническое состояние: температура тела, частота дыхательных движений, сердечных сокращений, поведение, пищевая и двигательная активность, состояние кожных покровов и видимых слизистых.

Образцы крови собирались в рамках ежедневного ветеринарного осмотра гидробионтов. Визуальная эпидермальная оценка проводилась у всех животных. Пробы крови собирались из периартериальной венозной сети. Пробы крови использовали для определения лейкограммы, гемограммы, биохимических параметров и уровня иммуноглобулинов основных классов G, M, A. Состояние клеточного иммунитета оценивали по уровню активности нейтрофилов в опсоно-фагоцитарной реакции, гуморального иммунитета – по иммуноглобулиновому профилю.

В ходе проведения микробиологических исследований учитывали и изучали следующие показатели: вид выделенных микроорганизмов, их количественное содержание в исследуемом образце.

Статистическую обработку полученных результатов проводили с использованием пакета прикладных программ Statistica 6.0.

Результаты исследований и их обсуждение. Микробиом кишечника изучали у южноамериканских морских львов (самки) с учетом их репродуктивного статуса и иммунобиохимических параметров крови, для чего были отобраны пробы фекалий и проведены микробиологические исследования биоматериала. Результаты микробиологических исследований фекальных проб приведены на рисунке 1.

Рис. 1. Состав микробиома кишечника морских львов

Анализ результатов микробиологического исследования фекальных проб показал, что в микробиоме кишечника морских львов отсутствовали определяемые группы условно патогенных и патогенных бактерий, таких как гемолитические E. coli, Salmonella spp., Shigella spp., Proteus spp., Candida spp., Staphylococcus aureus, Pseudomonas spp. присутствовали бактерии родов Clostridium и Enterococcus, а также лактозопозитивные E. coli в количествах, не превышающих средние значения для этого вида животных. Вместе с тем представители нормофлоры Lactobacillus и Bifidobacterium содержались в составе микробиома в количествах, значительно меньших, чем в среднем для этого вида животных. Так, количество лактобактерий у самки (2) было в 1,59 раз ниже средневидового показателя и составило 3,77 lgКОЕ/ г, у самки (1) – в 1,35 раз ниже средневидового показателя (4,45 lgКОЕ/ г), у самца – в 1,5 раз ниже относительной средневидовой нормы, которая составляет 6,0 lgКОЕ/ г и более.

Также было установлено, что в микробиоме кишечника морских львов количество бифидобактерий было значительно ниже относительной видовой нормы. В микробиоме кишечника второй самки количество бифидобактерий составило 2,0 lgКОЕ/ г, что в 4,0 раза ниже нормы, у первой самки – 3,87 lgКОЕ/ г, что ниже нормы в 2,07 раз, а у самца – в 2,25 раз ниже относительной видовой нормы.

Таким образом, выявлено состояние дисбактериоза у обеих самок, причем более выраженный дисбактериоз наблюдался у второй самки. К тому же в составе кишечного микробиома второй самки обнаружены потенциально патогенные коагулазонегативные Staphylococcus spp. (КоНС), которых не выявлено у второй самки. В последнее время представителям этой группы стафилококков придают все большее значение в клинической практике, так как они продуцируют внеклеточные ферменты (протеазы, эластазы, эстеразы, липазы и фосфолипазы), а также токсины (гемолизины, энтеротоксины, эксфолиативные токсины и токсин синдрома токсического шока-1). Это позволяет им активно адгезироваться, проникать в близлежащие ткани, а в дальнейшем и в кровь, персистировать в организме, кроме того, среди них наблюдается широкое распространение генов резистентности к антибактериальным препаратам (АБП) [9].

Изучение биохимических параметров сыворотки крови морских львов позволило установить следующие закономерности. У самки (1) выявлен повышенный уровень АЛТ и в первое, и во второе исследование – в 1,75 и 1,93 раз соответственно выше нормативного показателя. При этом уровень АСТ в первое и второе исследование был в 13,6 и в 9,0 раз ниже нормы соответственно. У самца уровень содержания АЛТ и АСТ оказался значительно ниже относительной видовой нормы, при этом количество ГГТ превышало верхнюю границу норматива в 1,56 раз. Обращает внимание низкое значение ЩФ – в 1,6 раз ниже физиологической нормы и повышенное количество глобулиновой фракции белка у всех особей.

Результаты гематологических исследований крови морских львов представлены на рисунке 2.

Рис. 2. Гематологические показатели морских львов

По гемограмме отметили некоторое повышение количества эритроцитов и гемоглобина в крови самок. А у самки (2) установлен лейкоцитоз, связанный, по-видимому, с наступлением эструса в период проведения исследования. Остальные показатели находились в пределах относительной видовой нормы.

Для получения более полной картины состояния здоровья южноамериканских морских львов, содержащихся в условиях океанариума, мы изучили показатели, характеризующие состояние иммунной системы, такие как активность фагоцитов, являющуюся одним из ключевых показателей клеточного иммунитета. Результаты определения уровня фагоцитоза представлены на рисунке 3.

Рис. 3. Фагоцитарная активность нейтрофилов южноамериканских морских львов (2024)

Способность лейкоцитов крови уничтожать любые бактерии, проникшие в организм, наилучшим образом отражают такие показатели, как фагоцитарная активность (ФА), фагоцитарный индекс (ФИ), фагоцитарное число (ФЧ) и фагоцитарная емкость (ФЕ).

Данных в литературе по фагоцитарной активности нейтрофилов у ластоногих нет, поэтому сравнение установленных в ходе исследования показателей мы проводили со средним показателем по группе. Фагоцитарная активность нейтрофилов наиболее высокой оказалась у самки (2) и составила 65,45%, что на 5,5 % выше, чем в среднем по группе. Однако, как показала предыдущая серия исследований, у этой же особи было выявлено повышенное количество лейкоцитов, с чем мы и склонны связать это отклонение. Остальные показатели (ФИ, ФЧ, ФЕ) были примерно одинаковы у всех особей в группе.

Также в сыворотке крови определили уровень иммуноглобулинов основных классов IgG, IgM, IgA, характеризующих гуморальный иммунитет животных. Количественное содержание иммуноглобулинов классов IgG, IgM, IgA в сыворотке крови морских львов представлено на рисунке 4.

Рис. 4. Содержание иммуноглобулинов классов IgG, IgM, IgA в сыворотке крови южноамериканских морских львов

Подробный иммуноглобулиновый профиль сыворотки крови позволяет получить ценную информацию относительно способности иммунной системы к выработке антител. В большинстве случаев эти тесты позволяют определить природу и масштаб нарушений функции иммунной системы. В нашем исследовании установлено, что уровень IgM находился примерно на одном уровне у всех особей. Основные различия выявлены в содержании IgА и IgG. Иммуноглобулины класса А у самки (1) были выше, чем у двух других особей более, чем в полтора раза. Иммуноглобулины класса G в крови самца в 1,5 раз превышали показатели самок. Интересно отметить, что концентрации IgА в сыворотке ластоногих, по-видимому, существенно выше, чем у наземных хищных млекопитающих (собак). Иммуноглобулиновый профиль сыворотки крови отражает состояние иммунитета на различных этапах патологического процесса, и его оценка является необходимой частью иммунологических исследований [10]. Дальнейшие исследования в этой области необходимы для выяснения, связаны ли низкие или чрезмерно повышенные уровни иммуноглобулина у морских млекопитающих с какими-либо из известных для них заболеваний.

Заключение. Бактериальные заболевания, будь то первичные или вторичные, остаются одной из основных причин гибели морских млекопитающих и в дикой природе, и в неволе. Микробиом естественных биотопов тела морских млекопитающих, как и других видов животных, играет существенную роль в поддержании их здоровья, а при снижении естественной резистентности может явиться источником потенциально патогенных бактерий, способных вызывать инфекционный процесс. Изменение качества водной среды обитания, привычного рациона питания приводит к изменению микробного фона организма, что в свою очередь отражается на здоровье животного. На сегодняшний день сведения о составе микрофлоры респираторного и пищеварительного тракта ластоногих, находящихся в естественной среде обитания, довольно скудны и отрывочны. А данных по ластоногим, содержащимся в неволе, практически нет. Поэтому предпринятая нами попытка систематизировать данные, полученные при оценке состояния здоровья южноамериканских морских львов в центре морской биологии, имеют не только научное, но и практическое значение для осуществления мониторинга за состоянием здоровья гидробионтов в различных учреждениях. Кроме того, на сегодняшний день существует большая необходимость в расширении современных знаний в области иммунологических расстройств морских млекопитающих. При использовании систематического подхода к обследованию состояния иммунной системы, становится возможным выявить природу и степень, а может быть, и этиологию иммунной дисфункции у конкретной особи. Эта информация может быть жизненно важной при назначении лечения и разработке предупреждающих мер.

Список литературы:

1. King J. E. Seals of the world. 2nd ed. New York: Cornell University Press; 1983: 240 p.

2. Campagna C., Le Boeuf B. J. Reproductive behaviour of southern sea lions. Santa Cruz: Institute of Marine Sciences and Department of Biology, University of California. 1987.

3. Crespo E., Oliveira L., Sepulveda M. South American Sea Lion (Otaria flavescens). Ecology and Conservation of Pinnipeds in Latin America. 2021: 93-118.

4. Гаврилов Б. В., Сербаев Я. С. Проблемы и корректировка поведения при спаривании содержащихся в неволе южноамериканских морских львов. Вестник КрасГАУ. 2022; (4): 98-103.

5. Хищные и морские млекопитающие в искусственной среде обитания: Межведомственный сборник научных и научно-методических трудов. Московский зоопарк. 2006: 248 с.

6. Andersen S. H. Treatment of water in dolphinaria. Aquatic Mammals. 2020; 46 (2): 1-18.

7. Hasselmeier I., Fonfara S., Driver J., Siebert U. Differential hematology profiles of free-ranging, rehabilitated, and captive harbor seals (Phoca vitulina) of the German North Sea. Aquatic Mammals. 2010; 34 (2): 149-156.

8. Tsai Y.-L., Chen S.-Y., Lin S.-C., Li J.-Y. Effects of Physiological Factors and Seasonal Variations on Hematology and Plasma Biochemistry of Beluga Whales (Delphinapterus leucas) Managed in Pingtung, Taiwan. Aquatic Mammals. 2016; 42 (4): 496-506.

9. Малеев В. В., Лазарева Е. Н., Понежева Ж. Б., Кузнецова Ю. В. Коагулазонегативные стафилококки как факторы развития синдрома системного воспалительного ответа у пациентов с отягощенным коморбидным фоном. Терапевтический архив. 2024; (11): 1021-1027.

10. Федоров Ю. Н., Клюкина В. И., Богомолова О. А., Романенко М. Н. Иммуноглобулиновый профиль биологических жидкостей организма овцы. Аграрно-пищевые инновации. 2019; 1 (5): 23-27.

Сведения об авторах:

Сербаев Ярослав Сергеевич, аспирант кафедры микробиологии, эпизоотологии и вирусологии ФГБОУ ВО «Кубанский государственный аграрный университет имени И. Т. Трубилина»; 350044, г. Краснодар, ул. Калинина, 13; e-mail: yarikkk92@mail.ru.

Ответственный за переписку с редакцией: Горковенко Наталья Евгеньевна, доктор биологических наук, доцент, профессор кафедры микробиологии, эпизоотологии и вирусологии ФГБОУ ВО «Кубанский государственный аграрный университет имени И. Т. Трубилина»; 350044, Россия, г. Краснодар, ул. Калинина, 13; e-mail: gorkovenko.n@kubsau.ru.

Заявленный вклад авторов:

Горковенко Н.Е.: разработка концепции, разработка методологии, курирование данных, написание рукописи – рецензирование и редактирование.

Сербаев Я.С.: проведение исследования, валидация результатов, визуализация, написание черновика рукописи.

Конфликт интересов: авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

	Полезные ссылки
Департамент ветеринарии Краснодарского края Ассоциация Практикующих Ветеринарных Врачей