黃河鯉谷胱甘肽對氨氮脅迫的生理響應

摘要[目的]研究氨氮對鯉幼魚肝組織谷胱甘肽及其酶系的影響，闡析谷胱甘肽對環境脅迫的抗氧化防御機理。[方法]將黃河鯉在對照組（0 mg/L）和低（10 mg/L）、中 （20 mg/L）、高（30 mg/L）3個氨氮處理組中染毒，研究氨氮脅迫 6、24和 48 h后對肝組織中谷胱甘肽（GSH）含量、谷胱甘肽過氧化物酶（GSHPx）和谷胱甘肽轉移酶（GST）活性的影響。[結果]氨氮脅迫誘導黃河鯉幼魚肝組織中GSH含量、GSHPx和GST活性迅速升高，并在氨氮脅迫24 h達到最大值，從而抵御氨氮造成的氧化脅迫。隨著氨氮脅迫時間的延長，肝組織中GSH含量、GSHPx和GST活性降低，抗氧化能力減弱。[結論]氨氮脅迫誘導黃河鯉幼魚肝組織中谷胱甘肽含量及其酶系活性改變，以有效清除細胞中的活性氧和有毒代謝物，提高魚類對環境的適應性。

關鍵詞黃河鯉；氨氮；GSHPx活性；GST活性；GSH含量

中圖分類號S965.116文獻標識碼

A文章編號0517-6611（2015）26-130-02

Abstract [Objective] The aim was to clarify the antioxidative defense of glutathione （GSH） to ammonia stress.[Method] Cyprinus carpio were exposed to different ammonia levels：0 mg/L （control），10 mg/L （low），20 mg/L （middle） and 30 mg/L （high） NH4Cl，each ammonia level was randomly triplicate and sampled at 6，24 and 48 h，respectively.[Results] The results indicated that the content of GSH and activities of glutathione peroxidase （GSHPX） and glutathione Stransferase （GST） increased significantly after exposed to ammonia for 24 h，which protected Cyprinus carpio from oxidative damage induced by ammonia stress.However，the content of GSH and activities of GSHPX and GST decreased with increasing exposure time，and antioxidant capacity decreased with prolonged stress.[Conclusion] Our results suggested that GSH and GSHrelated defense enzymes had important roles in protecting against oxidative damage under ammonia stress .

Key words Carp； Ammonia nitrogen； GSHPx activity； GST activity； GSH content 近年來，在規模化集約化水產養殖中，高放養密度和高投飼率使得水體中的殘餌、肥料和生物排泄物等不斷增多，經氨化作用產生大量的氨氮，目前已成為水產養殖中影響魚類的主要脅迫因子之一[1]。氨氮通過魚鰓進入體內后，首先對酶蛋白活性和膜穩定性產生明顯影響，導致機體生理生化指標發生改變[2-3]。水體中高濃度氨氮還能使魚體的鰓、腎和肝組織結構發生病變、免疫力下降，生長、發育受阻，甚至導致死亡，嚴重影響水產品的產量和品質[4-5]。谷胱甘肽（GSH）是一種細胞內重要的調節代謝物質，具有活性巰基（-SH），可作為谷胱甘肽過氧化物酶（GSHPx）和谷胱甘肽轉移酶（GST）特有的底物，有效清除胞內過量的活性氧和脂質過氧化物，從而維持機體正常的生理功能和物質代謝[6-7]。筆者通過研究氨氮脅迫后黃河鯉幼魚肝組織中谷胱甘肽含量及其酶系活性的變化，初步探討魚類谷胱甘肽的抗氧化防御機理，以期為利用谷胱甘肽提高魚類的環境適應性提供科學依據。

1材料與方法

1.1試驗材料

黃河鯉幼魚為購自山西清徐漁場的魚苗，體質量為（100.00±0.35）g。試驗前室內暫養2周，日投食2次。養魚用水為曝氣自來水，水溫為（25±1）℃，pH為（7.5±0.3），用充氧機連續充氣以保證溶解氧含量在6.0 mg/L以上，正式試驗前停食24 h。

1.2染毒試驗

魚類染毒采用靜態水質接觸染毒法。參照龍章強[8]的方法，設置對照組、低氨氮組（10 mg/L）、中氨氮組 （20 mg/L）和高氨氮組（30 mg/L），每個處理設3個平行。用氯化銨（NH4Cl）配制試驗組總氨氮濃度100 L，隨機放入健康活潑的黃河鯉20尾。試驗期間每天定時換水，采用虹吸式法監測總氨氮濃度。

1.3樣品采集與指標測定

在染毒 6、 24和 48 h后，各試驗組隨機取黃河鯉3尾，采集肝臟樣品。谷胱甘肽（GSH）含量、谷胱甘肽過氧化物酶（GSHPx）和谷胱甘肽轉移酶（GST）活性均使用南京建成生物工程研究所試劑盒測定。

1.4數據統計與分析

試驗結果均以平均值和標準誤表示，使用SPSS統計軟件進行方差分析后，采用Duncan’s多重比較分析處理組與對照組之間的差異顯著性（*表示P<0.05；**表示P<0.01）。

2結果與分析

2.1氨氮脅迫對黃河鯉幼魚肝組織中GSH含量的影響

從圖1可以看出，

氨氮脅迫后，黃河鯉幼魚肝組織中GSH含量呈先升高后降低的趨勢。氨氮脅迫6 h時，肝組織中GSH含量迅速升高。脅迫24 h后，各脅迫組GSH含量達

到最大，與對照組相比差異顯著（P<0.05）。隨著氨氮脅迫時間的延長，肝組織中GSH含量降低，各脅迫組GSH含量與對照組沒有顯著差異。

2.2氨氮脅迫對黃河鯉幼魚肝組織GSHPx和GST活性的影響從圖2可以看出，氨氮脅迫后黃河鯉幼魚肝組織中GSHPx和GST活性提高，并在脅迫前期維持較高水平，但在脅迫后期呈現不同的變化趨勢。氨氮脅迫6 h時，肝組織中GSHPx和GST活性迅速提高。脅迫24 h后，GSHPx和GST活性達到最大，與對照組差異顯著（P<0.05）。隨著氨氮脅迫時間的延長，肝組織中GSHPx活性降低，GST活性維持較高水平。脅迫48 h后，30 mg/L氨氮組GSHPx活性顯著低于對照組，而GST活性顯著高于對照組（P<0.05）。

3討論

當魚體受到氨氮脅迫時，誘導體內產生大量的活性氧自由基（ROS），攻擊附近的生物大分子，對機體造成氧化脅迫[9]。谷胱甘肽是生物體內主要的抗氧化物質之一，與GSHPx和GST等抗氧化酶協同作用，有效清除體內過量的活性氧和脂質過氧化物[10]。該研究中氨氮脅迫初期黃河鯉幼魚GSH含量增加，GSHPx和GST活性提高，催化GSH與脂質過氧化物和ROS反應，使有毒的脂質過氧化物還原成無毒的醇類，同時促進H2O2分解成水，從而保護生物膜免受過氧化物的損害，維持細胞正常的生理功能。隨著氨氮脅迫時間的延長，大量的GSH被氧化為GSSG，體內的GSH含量降低，使GSHPx和GST活性隨底物的減少而下降，機體的抗氧化能力降低。

該研究表明GSH及其酶系在清除氨氮脅迫誘導產生的活性氧過程中具有重要作用。另有研究表明，飼料中添加GSH能顯著提高魚類的生長性能，增強機體的抗氧化能力和非特異性免疫力[11-12]。因此，在規?；图s化養殖過程中在飼料中添加一定量的GSH可以有效提高魚類對營養、擁擠、氨氮等應激因子的抵抗力，促進魚類的生長。

參考文獻

[1]

王琨.氨氮對鯉（Cyprinus carpio Linnaeus）幼魚部分組織及血液指標的影響[D].哈爾濱：東北農業大學，2007.

[2] CHING B，CHEW S F，WONG W P，et al.Environmental ammonia exposure induces oxidative stress in gills and brain of Boleophthalmus boddarti （Mudskipper） [J].Aquatic toxicology，2009，95（3）：203-212.

[3] 劉曉華，曹俊明，楊大偉，等.氨氮脅迫前后凡納濱對蝦組織中抗氧化酶和脂質過氧化產物的分布[J].水利漁業，2007，27（6）：24-26.

[4] 胡毅，黃云，鐘蕾，等.氨氮脅迫對青魚幼魚鰓絲Na+/K+-ATP酶、組織結構及血清部分生理生化指標的影響[J].水產學報，2012，36（4）：538-545.

[5] 黃鶴忠，李義，宋學宏，等.氨氮脅迫對中華絨螯蟹（Eriocheir sinensis）免疫功能的影響[J].海洋與湖沼，2006，37（3）：198-205.

[6] 馬森.谷胱甘肽過氧化物酶和谷胱甘肽轉硫酶研究進展[J].動物醫學進展，2008，29（10）：53-56.

[7] CERIELLO A.Hyperglycaemia：The bridge between non-enzymatic glycation and oxidative stress in the pathogenesis of diabetic complications[J].Diabetes nutrition metabolism，1999，12（1）：42-46.

[8] 龍章強.黑鯛（Acanthopagrus schlegeli）幼魚對氨氮脅迫的生理響應及其維生素C 的營養需求研究[D].上海：華東師范大學，2008.

[9] 姜會民.氨氮脅迫對黃河鯉幼魚紅細胞微核、核異常的影響[J].四川動物，2011，30（5）：768-771.

[10] 周婷婷，曹俊明，趙紅霞，等.谷胱甘肽在水產動物中的營養生理作用研究進展[J].水產科學，2012，31（10）：630-634.

[11] 趙紅霞，譚永剛，周萌，等.飼料中添加谷胱甘肽對草魚生長/生理指標和抗病力的影響[J].中國水產科學，2007，14（4）：678-683.

[12] 董桂芳，朱曉鳴，楊云霞，等.黃顙魚飼料中添加谷胱甘肽降低藻毒素毒性作用的研究[J].水生生物學報，2010，34（4）：722-729.