氧氟沙星慢性胁迫对黄盖鲽不同组织氧化应激的影响
作者: 王文杰 陈博锦 姜欣彤 顾祎鑫 张正 魏艳超 王伟
摘要 [目的]研究慢性胁迫(30 d)对黄盖鲽不同组织氧化应激的影响。[方法]慢性胁迫(30 d)下向水环境中直接添加不同浓度氧氟沙星药液(0.6、6.0 和60.0 mg/L),测定黄盖鲽增重率、特定增长率以及肝、鳃、肌肉组织中SOD、CAT及MDA含量变化情况。[结果]海水中氧氟沙星在黄盖鲽的肌肉、腮和肝脏组织均有所残留,但对其生长指标没有显著影响。随着海水中氧氟沙星浓度的不断增加,肌肉组织中SOD、CAT活性减小而MDA含量则增大,鳃中SOD、CAT活性与MDA含量均增大,肝脏SOD活性呈现先升后降的趋势而CAT活性与MDA含量则一直增大。不同浓度的氧氟沙星均对黄盖鲽的组织器官造成氧化应激影响,且当浓度超过0.6 mg/L时会对肝脏组织造成损伤。[结论]该研究结果可为今后进一步探究黄盖鲽氧化应激机制奠定基础,也可为绿色健康养殖提供理论依据。
关键词 黄盖鲽;氧氟沙星;氧化应激;超氧化物歧化酶;过氧化氢酶;丙二醛
中图分类号 S917.4 文献标识码 A
文章编号 0517-6611(2023)22-0080-04
doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2023.22.021
Effects of Ofloxacin Chronic Stress on Oxidative Stress in Different Tissues of Pseudopleuronectes yokohamae
WANG Wen-jie,CHEN Bo-jin,JIANG Xin-tong et al
Abstract [Objective]To study the effects of chronic stress(30 d) on oxidative stress in different tissues of Pseudopleuronectes yokohamae.[Method]Under chronic stress (30 d),different concentrations of ofloxacin (0.6,6.0 and 60.0 mg/L) were directly added to water.The weight gain rate,specific growth rate,SOD,CAT and MDA contents in liver,gill and muscle tissue of Pseudopleuronectes yokohamae were determined.[Result]The results showed that ofloxacin in seawater remained in the muscle,gills and liver tissue,but had no significant effect on the growth index of the Pseudopleuronectes yokohamae.With the increasing ofloxacin concentration in seawater,the activities of SOD and CAT in muscle tissue decreased while the content of MDA increased,the activities of SOD and CAT and the content of MDA increased in gills,and the activities of SOD and CAT in liver increased first and then decreased,while the activities of CAT and MDA increased continuously.Different concentrations of ofloxacin can cause oxidative stress in the tissues and organs of Pseudopleuronectes yokohamae,and when the concentration exceeds 0.6 mg/L,it will cause damage to liver tissue.[Conclusion]The results can lay a foundation for further exploring the oxidative stress mechanism of Pseudopleuronectes yokohamae and provide a theoretical basis for green and healthy breeding.
Key words Pseudopleuronectes yokohamae;Ofloxacin;Oxidative stress;Superoxide dismutase;Catalase;Malondialdehyde
氧氟沙星(Ofloxacin)属于第三代喹诺酮类抗生素,自1981年研发成功后,因其抗菌谱广、杀菌能力强、毒副作用少等优点被广泛应用于水产养殖领域。随着氧氟沙星一类抗生素的广泛使用,废水中许多残留抗生素流入到环境中,通过对环境的非目标性效应使生态系统受到破坏[1]。尽管在2015年农业部第2292号文件规定,停止包含氧氟沙星在内的多种兽药在食品动物饲养中的使用。但在全球环境中仍有很多废水中存在氧氟沙星残留,如医疗废水、处理厂废水和制药厂废水等。其中的抗生素残留依旧会对水生生物乃至人类产生影响。
黄盖鲽(Pseudopleuronectes yokohamae)俗名小嘴、黄盖等,属于鲽形目(Pleuronectiformes)鲽科(Pleuronectidae)黄盖鲽属(Pseudopleuronecte),主要分布在太平洋西部海岸国家,在我国主要分布在东海、黄海、渤海,因其肉质鲜美,已经成为我国北方价值较高的经济物种之一[2]。
有学者使用达氟沙星对施氏鲟(Acipenser scherensckii)进行口灌,连续20 d,结果会对其肝脏中超氧化物歧化酶和过氧化氢酶的活性造成影响;陈旭等[3]发现恩诺沙星对卵形鲳鲹(Trachinotus ovatus)幼鱼肝脏和后肾的超氧化物歧化酶、过氧化氢酶存在显著(P<0.05)的诱导作用,并与药物浓度及作用时间有关;鲫(Carassius auratus)在恩诺沙星的暴露下会引起酶活性的变化,并与暴露浓度和暴露时间有一定的相关性。 同样的结果也在探究氧氟沙星对锦鲤(Cyprinus carpio)体内超氧化物歧化酶和丙二醛的影响探究中得到证实。以上相关研究表明,喹诺酮类抗生素的使用会对水生生物抗氧化酶的活性造成影响[4]。这些抗生素不仅会对鱼体造成损害,当人体摄入这些含有抗生素残留的水产品时,由于抗生素在人体内代谢缓慢,其在人体的长期蓄积可能会引起人体关节或软骨损伤、泌尿系统、消化系统等疾病[5]。
该试验研究不同浓度氧氟沙星的慢性胁迫下,黄盖鲽肌肉、鳃和肝脏组织中SOD、CAT活性和MDA含量变化,探究不同浓度氧氟沙星对黄盖鲽机体氧化应激状态的影响,以期指导生产一线开展健康养殖。
1 材料与方法
1.1 试验用鱼 试验用黄盖鲽全部取自大连颢霖水产有限公司,规格为平均体长(90.70 ±8.23)mm、平均体重(30.15±6.43)g的健康个体,试验前在实验室以24 h连续曝气的条件下暂养于200 L水箱7 d,暂养期间不进行投食以排空黄盖鲽体内食物残渣。
1.2 试验试剂 超氧化物歧化酶等试剂盒均购自南京建成生物工程研究所。其余试剂均为分析纯。
1.3 方法
1.3.1 浓度设计及分组。试验设3个处理组(氧氟沙星浓度分别为0.6、6.0和60.0 mg/L)和1个空白对照组。每个试验组设3次重复,每个平行组放10尾黄盖鲽,水体60.0 L。
1.3.2 日常管理。试验共进行30 d,每天投喂1次;换水时按比例补充氧氟沙星药液。试验用水为近海沙滤海水,保持水温温度为(10.0±1.0) ℃,水体pH为8.0±0.5,溶解氧为(9.0±1.0)mg/L。
1.3.3 样品收集及前处理。试验结束后,使用丁香酚(75 mg/L)进行麻醉,置于冰盘上进行解剖。取黄盖鲽肌肉组织、鳃组织和肝脏组织,与生理盐水以1∶9的比例制成10%匀浆液,在4 ℃下12 000 r/min离心10 min后,待测。
1.3.4 生长指标。试验开始前后测量试验用鱼个体质量,记录鱼体个数用于生长指标计算。
RWG=(Wf-Wi)/ Wi
RSG=(lnWf-lnWi)/d
式中:RWG为增重率,%; RSG为特定增长率,%;Wf为末体质量,g;Wi为初体质量,g;d为试验周期,30 d。
1.3.5 酶活性的测定。SOD与CAT活性及MDA含量的测定均按照试剂盒说明书的方法进行。
SOD单位的定义:该反应体系中SOD抑制率达50%时所对应的酶量为1个SOD活力单位,U/mg。
CAT单位的定义:该反应中每毫克蛋白每秒分解1 μmol的H2O2的量为1个活力单位,U/mg。
MDA单位定义:该反应中每毫克蛋白中所含的MDA含量,单位nmol/mg。
1.3.6 氧氟沙星残留测定。试验结束后收集试验水样,并与解剖得到的肌肉组织、鳃组织和肝脏组织一同使用高效液相色谱法测定氧氟沙星含量。
1.3.7 数据处理。试验所得数据使用IBM SPSS Statistics 19软件进行单因素ANOVA分析,使用Origin 2019b软件作图。
2 结果与分析
2.1 氧氟沙星含量测试结果 由表1可知,随着试验组设计的氧氟沙星浓度的升高,水样样品中的氧氟沙星浓度也逐渐升高,60.0 mg/L浓度组的结果与其他3个组间差异显著(P<0.05)。肌肉组织、鳃组织和肝脏组织中氧氟沙星含量均随着各个试验组氧氟沙星浓度的升高而升高,各组间差异显著(P<0.05)。
2.2 不同氧氟沙星浓度胁迫下黄盖鲽的生长指标 如表2所示,不同水平氧氟沙星添加量对黄盖鲽的增重率和特定生长率均无显著影响(P>0.05)。增重率在0.6 mg/L试验组中最高,然后随着氧氟沙星添加量的增加逐渐降低。特定生长率空白对照组最高,随着氧氟沙星添加量的增加逐渐降低。
2.3 不同浓度氧氟沙星对肌肉组织SOD、CAT活性和MDA含量的影响 如图1所示,在黄盖鲽肌肉组织中,SOD和CAT活性均在空白对照组最高,在海水中氧氟沙星浓度60.0 mg/L时最低(P<0.05),随着海水中氧氟沙星浓度的升高2种酶的活性呈逐渐降低的趋势。MDA含量在空白对照组时最低,在海水中氧氟沙星浓度60.0 mg/L时最高(P<0.05),随着海水中氧氟沙星浓度的升高,黄盖鲽肌肉组织中MDA含量呈逐渐升高的趋势。
2.4 不同浓度氧氟沙星对鳃SOD、CAT活性和MDA含量的影响 图2表明,在黄盖鲽鳃中,SOD和CAT活性均在空白对照组最低,在海水中氧氟沙星浓度60.0 mg/L时最高(P<0.05),随着海水中氧氟沙星浓度的升高两种酶的活性总体呈逐渐升高的趋势。MDA含量在空白对照组时最低,在海水中氧氟沙星浓度60.0 mg/L时最高(P<0.05),随着海水中氧氟沙星浓度的升高,黄盖鲽鳃组织中MDA含量呈逐渐升高的趋势。
2.5 不同浓度氧氟沙星对肝脏组织SOD、CAT活性和MDA含量的影响 图3表明,在黄盖鲽肝脏组织中,SOD活性在空白对照组时最低,在海水中氧氟沙星浓度为0.6 mg/L时含量最高,各组间差异显著(P<0.05)。CAT活性和MDA含量均在空白对照组最低,在海水中氧氟沙星浓度60.0 mg/L时最高(P<0.05)。