急性低氧脅迫對卵形鯧鲹選育群體血液生化指標的影響

區又君，范春燕，2，李加兒，于娜，2，蘇慧，2

（1.中國水產科學研究院 南海水產研究所 農業部南海漁業資源開發利用重點實驗室，廣東 廣州510300；2.上海海洋大學 水產與生命學院，上海201306）

1 引言

卵形鯧鲹Trachinotusovatus是暖水性中上層魚類，廣泛分布于從紅海－東非到馬紹爾群島、薩摩亞群島之間的印度－太平洋海域，北到日本的南端，南到澳大利亞都是其分布區域；在我國，卵形鯧鲹主要生活于南海、東海和黃海［1］，為廣鹽暖水性中上層魚類，是我國華南地區養殖產業規模最大、產量最高的主導品種之一。但是，卵形鯧鲹不耐低氧，養殖過程對溶解氧的要求較高，高密度養殖、運輸和天氣變化等常造成其大量死亡，成為發展卵形鯧鲹高密度養殖的重要限制因子之一。目前，國內外學者對卵形鯧鲹的繁殖、發育、養殖、良種選育、營養、病害、基礎生物學、生理生態等方面已進行了較深入、系統、全面的研究［1—14］，對耗氧率的研究主要有王剛等［15—18］關于卵形鯧鲹胚胎及早期仔魚耗氧量的研究、卵形鯧鲹幼魚耗氧率和排氨率的研究、環境因子對卵形鯧鲹幼魚耗氧率、排氨率和離體鰓組織耗氧量的影響等，在血液學研究方面，許曉娟等［19］比較研究了深水網箱養殖卵形鯧鲹雌、雄魚的血液性狀和血清生化指標，范春燕等［20］研究了急性鹽度脅迫對卵形鯧鲹幼魚血清滲透壓的影響，而對水環境急性低氧脅迫對卵形鯧鲹血清指標的影響研究未見報道。

溶解氧是水產動物養殖的限制因子，受到水體溫度、鹽度、p H等多種環境因子的綜合影響，水中溶氧量直接關系到魚類的生存、生長、酶活性和代謝水平［15—18，21—22］。血清生化指標是反映動物環境應激時體內物質代謝和組織器官機能狀態變化的一個重要特征，而溶解氧水平則明顯影響養殖魚類的血液指標。關于溶解氧水平對消化酶活性及消化吸收的影響、耗氧率及溶氧脅迫對曼氏無針烏賊酶活力的影響、低溶氧量對懷頭鲇呼吸代謝耗氧率的影響等已有報道［23—25］，但急性低氧脅迫等環境因子對魚類血液學的影響則尚未見報道。筆者自2008年以來利用群體選育方法構建了具有生長優勢的卵形鯧鲹基礎群體，本文以該選育群體為研究對象，研究急性低氧脅迫對卵形鯧鲹血清各項生化指標的影響，以期為卵形鯧鲹的大規模養殖產業發展及其良種選育的抗逆性研究、病理和生理生化研究提供參考資料。

2 材料和方法

2.1 實驗材料

實驗用魚取自南海水產研究所的卵形鯧鲹選育群體，共18尾，體長31.40～37.10 c m，體質量450.61～510.73 g。將魚運回實驗室，隨機分為對照組和急性低氧試驗組2組，每組3個平行，每個平行3尾魚，在70 c m×40 c m×50 c m長方形水族箱內暫養2 d。實驗用水為經砂濾的自然海區海水，暫養水溫（25.0±2.0）℃，鹽度15，水中溶解氧為（5.93±0.21）mg／L，p H值為（8.5±0.3）。

2.2 實驗方法

對照組充氣，使溶解氧始終保持在同一水平，為（5.93±0.21）mg／L。實驗開始時，實驗組停止充氣，使水中溶解氧在20 min內迅速下降至窒息點以下，當魚開始煩躁不安、出現缺氧癥狀、臥于水底瀕臨死亡之時采樣，此時水中溶解氧為（1.94±0.02）mg／L。

2.3 血清制備及生化指標的測定

每組全部取樣，用2.5 ml的一次性注射器從尾靜脈取血，血液于1.5 ml離心管中4℃下靜置10 min后，4 000 r／min低溫離心15 min，小心收集上層無溶血血清。血清生化指標用全自動生化分析儀（日立7600型）分別測定。檢測指標包括谷丙轉氨酶、谷草轉氨酶、γ－谷氨酰轉肽酶、乳酸脫氫酶、乳酸脫氫酶同工酶、堿性磷酸酶、肌酸激酶、肌酸激酶同工酶等8種血清酶，鉀（K）、鈉（Na）、氯（C1）、鈣（Ca）、鐵（Fe）、磷（P）和尿素氮（N）等7種血清離子，總蛋白、白蛋白、球蛋白、肌酐、總膽固醇、甘油三酯、葡萄糖和尿酸等。

2.4 數據處理

實驗數據用（平均值±標準差）表示，采用SPSS13.0軟件對數據進行處理分析，采用t－檢驗進行差異顯著性分析。

3 結果

3.1 卵形鯧鲹急性低氧脅迫的行為特征

當停止充氣后，水體中溶解氧迅速下降，到達窒息點以下時，魚開始出現缺氧癥狀，呼吸頻率增加，呼吸幅度加大，極度煩躁不安，上竄下跳和打轉，失去方向，肌肉出現顫抖，隨后下沉，以各種姿勢臥于水底瀕臨死亡。

3.2 急性低氧脅迫對卵形鯧鲹血清離子含量的影響

如表1所示，急性低氧脅迫后卵形鯧鲹血清離子含量與對照組相比都有不同程度的升高，其中鉀、磷、尿素氮濃度上升趨勢不明顯（p＞0.05），鈉、氯、鈣濃度與對照組相比均有顯著性差異（p＜0.05），鐵濃度極顯著高于對照組（p＜0.01）。

表1 卵形鯧鲹血清離子含量

3.3 急性低氧脅迫對卵形鯧鲹血清有機成分濃度的影響

由表2可見，急性低氧脅迫后，卵形鯧鲹的血清蛋白、尿酸、肌酐、血脂、血糖等指標的變化不同，其中肌酐、尿酸極顯著高于對照組（p＜0.01），總蛋白、總膽固醇顯著低于對照組（p＜0.05），葡糖糖、甘油三酯、白蛋白、球蛋白、白球比與對照組相比，無顯著差異（p＞0.05）。

表2 卵形鯧鲹血清中有機成分濃度

3.4 急性低氧脅迫下卵形鯧鲹血清酶的變化

如表3所示，卵形鯧鲹血清中乳酸脫氫酶、乳酸脫氫酶同工酶、谷丙轉氨酶、谷草轉氨酶含量與對照組相比均無顯著性差異（p＞0.05）。肌酸激酶含量極顯著高于對照組（p＜0.01），肌酸激酶同工酶含量顯著高于對照組（p＜0.05），γ－谷氨酰轉肽酶含量顯著低于對照組（p＜0.05），堿性磷酸酶略低于對照組（p＞0.05）。

表3 卵形鯧鲹血清酶含量

4 討論

4.1 急性低氧脅迫對卵形鯧鲹血清離子的影響

尾崎久雄［26］指出，魚類血液中幾種無機成分的合適范圍為：（1）鈉：占所有陽離子的大部分，板鰓魚類大多數高達200 mmol／L以上，硬骨魚類在150～200 mmol／L之間；（2）鉀：一般在10 mmol／L以下；（3）鈣：5 mmol／L以下。（4）陰離子中氯為主要成分，板鰓魚類為200 mmol／L左右，硬骨魚類為150～180 mmol／L。本實驗測得卵形鯧鲹對照組血液無機成分在正常情況下的數值基本在上述范圍內。急性低氧脅迫后卵形鯧鲹血清離子含量與對照組相比都有不同程度的升高，鈉、氯離子濃度顯著增高，但都在合適范圍內，而鐵極顯著高于對照組。筆者認為是由于環境水體較低的溶氧水平使魚體產生應激反應，使鰓的擴散容量明顯增大，以增加有效的呼吸面積，使水中的氧更容易擴散到血液中，嚴重的缺氧甚至使細胞受損，細胞膜的通透性加大，于是外界的離子滲透到機體中，故血清中離子含量增高，通常魚類鰓上皮對氫離子的通透性最大，依次是水、鉀、鈉、氯、鈣［27］等，所以過多的鈉、氯、鈣進入到血液中，使其含量顯著增高。通過血液運輸的氧，絕大部分是以血紅蛋白為載體的，當水中溶氧急速減少時，魚體為了在低氧環境中能夠攝取更多的氧氣，以維持機體正常的生理機能，因此紅細胞數量增加，血紅蛋白和氧的親和力增強，以運輸更多的氧分子從而導致血清中鐵的含量極顯著增加。

4.2 急性低氧脅迫下卵形鯧鲹血清蛋白、血脂、血糖濃度及代謝產物的變化

血糖的生成除了受胰島素和腎上腺素的調節外，還要受機體的各種調節，極易受環境因子刺激而發生波動；肌肉和肝臟以糖元形式貯存糖，在血液中則以葡萄糖形式存在，因此，血糖量在機體總是處于一種動態平衡狀態。葡萄糖是許多組織的必需燃料，因而恒定的血糖濃度對維持魚體正常的生命活動有著重要作用，一般來說，運動活潑的魚類較運動遲緩或底棲性的魚類血糖值高，棲息于流水環境中的魚類較在靜水環境中的為高［26］。在本研究中，急性低氧組血糖含量略高于對照組，可能是由于外界水環境溶氧量降低而使魚體產生應激反應，通過腎上腺素的調節作用促使較多的血液進入次級鰓瓣進行氣體交換，腎上腺素的分泌導致血糖升高，同時也說明肝糖元分解增加。甘油三酯、膽固醇和總蛋白水平受蛋白質分解代謝和肝糖元分解的影響［28—29］，低氧實驗組除甘油三酯外，后兩項變化顯著，說明低氧脅迫后魚體內蛋白質分解和肝糖元分解加快。尿酸和肌酐是指示鰓和腎機能狀況的指標，血漿尿酸和肌酐含量水平升高預示著鰓和腎組織損傷而造成其機能紊亂［30］，而肌酐濃度降低卻沒有很明顯的臨床意義。急性低氧脅迫后卵形鯧鲹血清蛋白、尿酸、肌酐等有著不同的變化，肌酐、尿酸顯著高于對照組，說明急性低氧脅迫對卵形鯧鲹鰓和腎組織造成損傷，使其機能出現紊亂；魚處于饑餓或患病時，血清蛋白含量明顯下降，實驗組血清總蛋白顯著低于對照組，表明急性低氧脅迫后魚體的代謝、物質運輸和防御能力都處于不正常狀態。

4.3 低氧脅迫下卵形鯧鲹血清酶的變化

血清酶的變化能夠反映機體代謝和物質轉化的狀況以及組織結構功能的不同狀態，是機體組織細胞膜完整性的一個重要標志［31］。谷丙轉氨酶和谷草轉氨酶是廣泛存在于動物細胞線粒體中的重要氨基轉移酶，在肝細胞中含量最高。在正常情況下，肝細胞內的轉氨酶只有少量被釋放到血液中，因此，血清中的轉氨酶活性較低。當血清中谷丙轉氨酶和谷草轉氨酶含量升高時，被認為是因為肝細胞受到損傷，其中谷丙轉氨酶是肝臟損傷的重要指示酶。本研究急性低氧脅迫后卵形鯧鲹血清中谷丙轉氨酶、谷草轉氨酶含量都高于對照組，但與對照組均無顯著性差異，說明急性低氧脅迫對卵形鯧鲹肝臟的損傷程度不大。肌酸激酶同工酶、乳酸脫氫酶、乳酸脫氫酶同工酶主要存在于心肌細胞中，醫學上將這幾種酶稱為心肌酶，常通過測定其活性升高程度以反映心肌的受損程度［32］；乳酸脫氫酶是在細胞內催化乳酸氧化成丙酮酸的重要酶，其在組織中的活力大大高于血液中的活力，若血液中乳酸脫氫酶活力升高則預示著肝臟、腎臟和肌肉等組織細胞結構發生改變、受到損傷［33］。在本實驗中，急性低氧脅迫后卵形鯧鲹血清中乳酸脫氫酶、乳酸脫氫酶同工酶都高于對照組，表明急性低氧脅迫對卵形鯧鲹心臟和肌肉有一定的損傷。肌酸激酶和肌酸激酶同工酶含量明顯高于對照組，表明心臟肌細胞受到損傷。γ－谷氨酰轉肽酶含量顯著低于對照組，筆者認為是由于急性低氧脅迫后魚體的代謝、物質運輸等都處于不正常狀態所致。堿性磷酸酶在生物體內直接參與磷酸基團的轉移和代謝過程，因而在生物體內的物質代謝和免疫防護中發揮作用［11］，堿性磷酸酶活性降低表明急性低氧脅迫可能對機體免疫力造成不利影響。

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