高亚硝酸盐对加州鲈消化系统的影响
作者: 王英光 郝艳真 荣桢 孙绍永 李泽源 高肖微
摘 要:为探究高亚硝酸盐养殖环境对加州鲈(Micropterus salmoides)消化系统的影响,分别将高亚硝酸盐(>0.15 mg/L)和正常亚硝酸盐(≤0.005 mg/L)水体养殖下加州鲈的肝脏、胃和肠道组织进行组织学观察分析。结果显示:高浓度的亚硝酸盐养殖环境下,加州鲈肝脏和肠道组织结构会有显著损伤,肝脏细胞核出现空泡化和肿大现象,肠道绒毛长度存在显著差异(P<0.05)。综上所述,过高的亚硝酸盐浓度会对加州鲈的消化系统产生显著影响,在现有的养殖模式下,控制好亚硝酸盐的浓度是提高鱼类免疫的关键。
关键词:加州鲈(Micropterus salmoides);亚硝酸盐;消化系统
加州鲈,学名大口黑鲈(Micropterus salmoides),属硬骨鱼纲、鲈形目、太阳鱼科、黑鲈属[1]。与大多数肉食性鱼类相似,大口黑鲈喜欢在温度20~30 ℃的清澈水中生存,适宜的pH值为6.0~8.5,溶解氧≥4 mg/L[2]。加州鲈是一种肉食性鱼类,由于其肉质鲜美,营养丰富,深受消费者喜爱[3]。但加州鲈因自身对糖类利用率不高,易形成脂肪肝,所以作为“先天的肝胆病患者”,再加上水环境,尤其是亚硝酸盐的变化对加州鲈产生的应激影响,通过保肝来提高加州鲈产量,增强加州鲈免疫就成了亟待解决的问题。
养殖水体中氨氮会分解转化成亚硝酸盐,而养殖动物代谢蛋白质后的分泌与排泄则会产生氨氮,因此,亚硝酸盐是养殖水体中一种常见的污染物。亚硝酸盐对苗种的危害大于成体阶段,会导致水生动物的生长发育延迟或停止[4]。水体环境中亚硝酸盐浓度的升高,可能通过扰乱鱼类肠道微生物的正常生理功能,进而影响鱼类的抗病能力[5]。
近年来,唐山市加州鲈养殖业快速发展,高密度养殖加州鲈常常造成水体亚硝酸盐含量增加,从而造成加州鲈诱发性细菌感染,造成大面积死亡严重阻碍本省加州鲈产业的快速发展。为探究亚硝酸盐对加州鲈消化和免疫系统影响,本文通过组织切片分析亚硝酸盐对加州鲈的危害,从而增加加州鲈养殖病害防治基本数据,为加州鲈抗逆新品种的研发奠定基础。
1 材料与方法
1.1 实验材料
60尾加州鲈(体质量:400 g±20 g)来自唐山市滦南县农业农村局加州鲈养殖示范基地:实验组(T)30尾取自高亚硝酸盐水体(>0.15 mg/L),对照组(C)30尾取自正常亚硝酸盐水体(≤0.005 mg/L),分别养殖30 d后,将加州鲈麻醉后取肝脏、胃和肠道。
1.2 实验方法
加州鲈解剖后, 将组织样品置于Bouin’s固定液中固定40 h后转移至乙醇中梯度脱水后, 二甲苯透明, 石蜡包埋, 连续切片厚度为5 μm, 切片采用HE染色,用Nikon SMZ1000显微镜拍照观察。
1.3 数据分析
实验数据采用 SPSS 26.0 统计软件进行数据处理,使用单因素方差分析(One-way ANOVA)进行显著性差异比较,数据以“平均值±标准误(mean ± SEM)”表示,显著水平是P<0.05。
2 结果
2.1 亚硝酸盐浓度对加州鲈肝脏结构的影响
通过对比高亚硝酸盐浓度和正常亚硝酸盐浓度下的加州鲈肝脏组织切片发现,实验组的肝脏组织结构模糊,并出现了肝脏细胞核空泡化和血窦现象,而对照组的肝脏组织结果清晰,细胞核排列正常(封二图1 )。
2.2 亚硝酸盐浓度对加州鲈胃组织结构的影响
通过分析对照组和实验组加州鲈胃组织切片,并未观察到胃黏膜细胞有明显的损伤,胃组织结构清晰、胃黏膜腺体排列整齐、结构完整,未见明显炎症(封二图2)。
2.3 亚硝酸盐浓度对加州鲈肠道组织结构的影响
正常亚硝酸盐浓度下加州鲈肠道上皮细胞性状规则,排列紧密,肠绒毛排列整齐,肠道绒毛长度自前肠、中肠、后肠逐渐降低,中肠的肠壁厚度最大,后肠最小(表1)。高亚硝酸盐浓度的加州鲈肠道出现损伤,发现了肠道绒毛变短和退化的现象,肠道绒毛长度前肠最短,后肠最长,中肠肠壁厚度最大,前肠最小(封二图3)。从表1可以得出,实验组前肠和中肠绒毛长度显著低于对照组(P<0.05),实验组前肠和中肠肠壁厚度显著小于对照组(P<0.05)。
3 讨论
肝脏是鱼类重要的代谢器官,具有调节糖脂代谢[6]、合成多种蛋白质和酶类等功能[7],对鱼类生长健康十分重要。前期研究发现,不同投喂水平会对鱼类的肝脏健康产生影响,过度摄食会造成肝脏代谢紊乱[8],从而诱发脂肪肝。亚硝酸盐氮是氨氮进一步氧化的中间产物,其毒性可引起鱼类鳃组织病变,降低红细胞运输氧的能力[9-10]。Jia等[11]发现高浓度亚硝酸盐胁迫会导致大菱鲆(Scophthalmus maximus)肝损伤,血红蛋白Na+浓度下降,超氧化物歧化酶活性失常。本实验对高亚硝酸盐加州鲈肝脏组织进行研究,发现肝脏出现了空泡化、肝细胞核肿大等现象,说明高亚硝酸盐会在一定程度上会损伤加州鲈肝脏组织,可能进一步产生脂肪肝。
胃是鱼类重要的消化器官,外层由结缔组织和肌肉层构成,提供了胃的支撑和运动功能;中层是黏膜组织分泌胃液和吸收营养物质;内层是上皮细胞保护胃壁免受胃酸损害。本研究发现不同浓度亚硝酸盐对加州鲈胃组织没有有明显的病变影响,说明亚硝酸盐并未对加州鲈胃组织健康产生影响。
肠道是鱼类对食物进行消化、吸收的重要器官,肠绒毛为肠道吸收食物的主要结构,肠绒毛的高度、宽度决定了肠黏膜养分吸收面积,对维持鱼体健康具有重要作用[12]。肠道肌层厚度反映了肠道的收缩与扩张能力,当肠道功能紊乱,肠道对食物营养成分吸收能力下降导致肌层变薄[13-15]。本研究发现前、中、后肠绒毛长和肠壁厚度均存在差异,高亚硝酸盐浓度下和正常亚硝酸盐浓度下加州鲈的肠绒毛长度和肠壁厚度存在显著差异(P<0.05),表明高亚硝酸盐环境影响大口黑鲈前肠、中肠、后肠绒毛长度和肠壁厚度,对加州鲈肠道造成损伤。
4 结论
本实验对两种不同浓度亚硝酸盐下养殖的加州鲈肝脏、胃和肠道进行分析,探究了亚硝酸盐对加州鲈消化系统的影响。通过研究发现在高浓度亚硝酸盐养殖环境下,加州鲈胃组织结构均比较完整,但肝脏细胞出现空泡化和肿大现象;肠道绒毛变短、退化。综上所述,高浓度亚硝酸盐环境会对加州鲈的肝脏和肠道组织产生影响,从而影响加州鲈的消化免疫系统。
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