幼建鯉生物素缺乏的病理組織學(xué)觀察

趙 姝馮 琳，2，3劉 揚(yáng)，2，3姜 俊，2，3周小秋，2，3*

(1.四川農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)研究所，雅安 625014;2.動(dòng)物抗病營(yíng)養(yǎng)四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，雅安 625014;3.魚類營(yíng)養(yǎng)與安全生產(chǎn)四川省高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，雅安 625014)

生物素是魚類正常生理活動(dòng)所必需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)［1］。在動(dòng)物體內(nèi)，生物素主要作為羧化酶的輔酶，參與氨基酸、脂類和碳水化合物的代謝［2］。目前，有關(guān)生物素對(duì)魚類影響的研究主要集中在生長(zhǎng)性能方面。研究表明，飼料中補(bǔ)充生物素可提高鯉魚［1］、羅非魚［3］和鱸魚［4］等魚類的生長(zhǎng)性能，提高鯰魚［5］的魚體蛋白質(zhì)和脂肪含量;而生物素缺乏可導(dǎo)致鯰魚［5］、建鯉［6］的皮膚顏色變深。關(guān)于生物素缺乏對(duì)魚類組織器官病理變化的研究?jī)H見(jiàn)少量報(bào)道。研究發(fā)現(xiàn)，生物素缺乏可導(dǎo)致鯉魚［1］和虹鱒［7］的鰓葉上皮細(xì)胞肥大、增生。本文擬通過(guò)飼喂幼建鯉生物素缺乏飼料，觀察其對(duì)幼建鯉腸道、肝臟、后腎、鰓等組織器官結(jié)構(gòu)的影響，旨在為生物素缺乏對(duì)魚類組織器官病理變化的研究提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)飼料

試驗(yàn)飼料是以酪蛋白和明膠等作為主要蛋白質(zhì)源的純化飼料。缺乏組飼料不添加生物素，其生物素實(shí)測(cè)值為0.010 mg/kg，對(duì)照組飼料生物素添加量按本課題組前期試驗(yàn)得出的理論需要量(0.150 mg/kg)［6］添 加，其生物素實(shí)測(cè)值為0.151 mg/kg。試驗(yàn)飼料中維生素B1添加量參考文獻(xiàn)［8］，維生素 B2添加量參考文獻(xiàn)［9］，蛋氨酸［10］、賴 氨 酸［11］、維 生 素 B6［12］、泛 酸［13］、煙

酸［14］、肌醇［15］、鐵［16］和鋅［17］的添加量參照本課題組確定的幼建鯉需要量。其他營(yíng)養(yǎng)素的添加量參照NRC(1993)［18］鯉魚營(yíng)養(yǎng)需要標(biāo)準(zhǔn)。試驗(yàn)飼料組成及營(yíng)養(yǎng)水平見(jiàn)表1。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與飼養(yǎng)管理

試驗(yàn)在四川農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)研究所水生動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)試驗(yàn)場(chǎng)進(jìn)行。魚苗自通威原(良)種漁場(chǎng)購(gòu)回后，用0.8%氯化鈉消毒，浸泡12 h后換水。經(jīng)10 d馴化和28 d耗竭試驗(yàn)后，選擇初始均重為(7.72±0.02)g的健康幼建鯉 400尾，隨機(jī)分成2組(缺乏組和對(duì)照組)，每組4個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)50尾魚，組間初始均重差異不顯著(P＞0.05)。試驗(yàn)魚以重復(fù)為單位飼養(yǎng)于循環(huán)流水過(guò)濾水族箱(90 cm×30 cm×40 cm)中。耗竭試驗(yàn)結(jié)束后，開始63 d的正式飼養(yǎng)試驗(yàn)。試驗(yàn)期間水溫和pH分別保持在(23±2) ℃和 7.0±0.3，溶氧保持在5.0 mg/L以上，每15 d用0.8%氯化鈉對(duì)水體消毒1次。正式飼養(yǎng)試驗(yàn)1～4周每天投喂6次，5～9周每天投喂4次。

表1 試驗(yàn)飼料組成及營(yíng)養(yǎng)水平(風(fēng)干基礎(chǔ))Table 1 Composition and nutrient levels of experimental diets(air-dry basis) %

1.3 病理組織學(xué)觀察

試驗(yàn)結(jié)束后，每重復(fù)隨機(jī)選取5尾魚，取出腸道(分為前腸、中腸、后腸3段)、肝胰臟、后腎、心臟、肌肉和鰓絲，用100 mL/L的中性福爾馬林溶液固定，石蠟包埋，切片，蘇木精－伊紅(HE)常規(guī)染色，并在倒置顯微鏡下觀察組織病理變化。

2 結(jié)果

2.1 生物素缺乏引起的幼建鯉腸道組織病理變化

缺乏組魚的各腸段腸黏膜上皮細(xì)胞變性、壞死、脫落，前腸、中腸部分腸黏膜上皮細(xì)胞脫落至腸腔;前腸、中腸和后腸的皺襞較低，排列稀疏，中腸和后腸的部分皺襞發(fā)生粘連，呈寬而短的舌狀(圖1－1、圖1－2、圖1－3)。對(duì)照組魚的各腸段腸黏膜上皮細(xì)胞排列整齊、緊密，皺襞較高，呈細(xì)而長(zhǎng)的指狀，未見(jiàn)異常(圖1－4、圖1－5、圖1－6)。

2.2 生物素缺乏引起的幼建鯉肝臟、后腎和心臟組織病理變化

肝臟：缺乏組魚的肝細(xì)胞顆粒變性或空泡變性，變性的肝細(xì)胞腫脹，細(xì)胞界限模糊，胞漿染色變淡或幾乎透明，細(xì)胞核懸浮于細(xì)胞內(nèi)或溶解(圖1－7)。對(duì)照組魚的肝細(xì)胞排列緊密，細(xì)胞界限清晰，細(xì)胞核均勻分布在細(xì)胞的中央，未見(jiàn)異常(圖1－8)。

后腎：缺乏組魚的后腎腎小管細(xì)胞變性、腫脹，胞漿染色不均勻，部分變淡甚至透明，有空泡出現(xiàn)，細(xì)胞核排列較散亂(圖1－9)。對(duì)照組魚的后腎腎小管細(xì)胞排列緊密，界限較清楚，胞漿染色均勻，細(xì)胞核均勻分布在細(xì)胞的中央，未見(jiàn)異常(圖1－10)。

心臟：缺乏組魚的心臟肌纖維溶解、斷裂，肌間間隙變寬(圖1－11)。對(duì)照組魚的心臟肌纖維結(jié)構(gòu)完整，排列致密，未見(jiàn)異常(圖1－12)。

2.3 生物素缺乏引起的幼建鯉肌肉和鰓絲組織病理變化

肌肉：缺乏組魚的肌肉肌纖維排列散亂，部分肌纖維萎縮、溶解或斷裂，肌橫紋模糊不清或消失，其內(nèi)形成空洞，胞漿淡染，細(xì)胞核濃縮、破裂或溶解(圖1－13)。對(duì)照組魚的肌肉肌纖維結(jié)構(gòu)完整，排列緊密，細(xì)胞核分布在肌纖維的邊緣，未見(jiàn)異常(圖1－14)。

鰓絲：缺乏組魚的鰓絲粗短，排列不整齊，部分鰓絲裂解、脫落，嚴(yán)重者從鰓弓處發(fā)生斷裂;鰓小片粘連在一起，嚴(yán)重者鰓小片壞死、脫落，部分鰓弓處發(fā)生充血，軟骨消失(圖1－15)。對(duì)照組魚的鰓絲細(xì)長(zhǎng)，排列整齊，結(jié)構(gòu)完整(圖1－16)。

3 討論

關(guān)于生物素缺乏對(duì)魚類腸道組織病理變化的研究尚未見(jiàn)報(bào)道。本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，生物素缺乏使得幼建鯉腸道黏膜上皮細(xì)胞變性、壞死、脫落。Robinson等［19］研究報(bào)道，生物素缺乏斑點(diǎn)叉尾的肝臟重量降低，推測(cè)生物素缺乏導(dǎo)致肝臟重量降低的原因可能是生物素缺乏狀態(tài)下肝臟氧化加速，結(jié)構(gòu)受到破壞，使其生長(zhǎng)受阻。本試驗(yàn)中，幼建鯉生物素缺乏導(dǎo)致肝細(xì)胞變性、腫脹，細(xì)胞界限模糊，胞漿染色變淡。這可能是因?yàn)樯锼厝狈κ刽~類肝臟中多不飽和脂肪酸含量升高，加劇了活性氧物質(zhì)對(duì)肝細(xì)胞的攻擊，進(jìn)而產(chǎn)生氧化應(yīng)激［20］。在溪紅點(diǎn)鮭上的研究發(fā)現(xiàn)，生物素缺乏提高了其肝臟中亞油酸(屬于多不飽和脂肪酸的一種)的含量［21］。本試驗(yàn)中，在幼建鯉其他內(nèi)臟器官上的研究發(fā)現(xiàn)，生物素缺乏導(dǎo)致后腎和心臟均出現(xiàn)不同程度的病理變化。

關(guān)于生物素缺乏對(duì)魚類肌肉組織病理變化的研究未見(jiàn)報(bào)道。本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，生物素缺乏導(dǎo)致幼建鯉的肌纖維萎縮、斷裂，肌橫紋消失，形成空洞。Shaw等［22］研究發(fā)現(xiàn)，生物素缺乏導(dǎo)致大鼠肌纖維萎縮，肌橫紋模糊。磷脂是參與魚類生物膜構(gòu)成的必需物質(zhì)，形成膜抗氧化的第1道防線。Poston等［21］研究發(fā)現(xiàn)，生物素缺乏影響溪紅點(diǎn)鮭體內(nèi)磷脂的脂肪酸組成。由此推測(cè)，生物素缺乏會(huì)造成魚體內(nèi)生物膜系統(tǒng)損傷，使細(xì)胞膜上蛋白質(zhì)的空間構(gòu)型發(fā)生改變，不能正常交換營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，進(jìn)而導(dǎo)致肌肉細(xì)胞變性、壞死。

鰓是魚類的主要呼吸器官。研究表明，生物素缺乏可引起普通鯉魚的鰓葉上皮細(xì)胞肥大，鰓葉產(chǎn)生粘連［1］;虹鱒的鰓小片縮短、增厚，鰓葉上皮細(xì)胞肥大、增生［7］。本試驗(yàn)中，生物素缺乏導(dǎo)致幼建鯉的鰓小片粘連，鰓絲裂解、脫落，這與在其他魚類上的報(bào)道一致。

圖1 幼建鯉生物素缺乏的病理組織學(xué)觀察Fig.1 Histopathological observation of juvenile Jian carp with biotin deficiency

4 結(jié)論

生物素缺乏可導(dǎo)致幼建鯉腸道、肝臟、后腎、心臟、肌肉和鰓絲出現(xiàn)不同程度的病理?yè)p傷。

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