麋鹿小腸的組織學觀察

郭青云,白加德,單云芳,王麗斌,李俊芳,劉 田,鐘震宇

(北京麋鹿生態實驗中心,北京 大興 100076)

麋鹿(Elaphurus davidianus)是我國特有的鹿科動物,在我國曾經滅絕,經重引進后其種群數量明顯增長。腸道是動物消化和吸收營養物質的主要部位,其功能與機體健康息息相關。麋鹿最常見的疾病為出血性腸炎,此病發病急,病死率高,主要病理表現為小腸黏膜彌漫性出血等[1]。由于麋鹿是我國一級保護動物的特殊性,杜炎炎等報道了麋鹿空腸、盲腸、結腸及直腸的組織結構[2],但十二指腸和回腸的結構未見報道,因此,本試驗麋鹿通過組織學方法系統地研究了麋鹿小腸的組織結構特點,以期為鹿科動物腸道疾病的診斷、防治和相關研究提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 實驗動物及材料采集 北京麋鹿生態實驗中心的死亡1 歲麋鹿,取其十二指腸、空腸、回腸浸入甲醛固定。

1.2 試驗方法 各段腸道組織經脫水、透明,石蠟包埋,制作5 μm 厚切片,H.E.染色,Zeiss 顯微鏡下觀察麋鹿小腸腸壁結構。每段小腸各取5 張不連續切片,每張切片選6 個視野,拍照,應用Image-Pro Plus 6.0 圖像分析系統測量小腸各段的黏膜厚度、絨毛高度(Villus height)(腸絨毛基部到絨毛頂端為準)、隱窩深度(Crypt depth),其中腸絨毛以每張切片上最長的5 根為準。

1.3 數據處理 所有數據用平均值±標準誤表示,用SPSS 22 軟件進行單因素方差分析(ANOVA),使用Duncan 法進行兩兩比較,P＜0.05 為差異顯著。

2 結果

2.1 麋鹿小腸的組織形態結構 經H.E.染色后,在顯微鏡下可見麋鹿十二指腸、空腸和回腸腸壁由內向外分為黏膜層、黏膜下層、肌層和漿膜層(見中插彩版圖1)。空腸黏膜和部分黏膜下層向腸腔隆起形成環形皺襞。黏膜層由內向外分為黏膜上皮、固有層和黏膜肌層,黏膜上皮和固有層向腸腔內突起形成腸絨毛,上皮下陷至固有層形成腸隱窩,且腸絨毛在十二指腸和空腸高而密集,靠近回腸端則短而疏(見中插彩版圖1)。黏膜下層含有腸腺、血管和結締組織。肌層分為明顯的兩層,包括內層的環形肌和外層的縱形肌,環形肌相對較厚。漿膜為結締組織膜。

圖1 麋鹿十二指腸(A)、空腸(B)和回腸(C)的組織學結構

2.2 小腸黏膜變化 經統計發現,麋鹿十二指腸黏膜厚度比空腸高1.92%(P＞0.05),比回腸高9.65%(P＜0.05),其中空腸黏膜厚度比回腸高7.58%(P＜0.05)(見圖2A)。

麋鹿小腸的絨毛高度和隱窩深度從十二指腸到回腸均逐漸降低(見圖2B、2C)。十二指腸和空腸的絨毛高度分別比回腸高46.26%(P＜0.05)和40.95%(P＜0.05),而回腸的隱窩深度比十二指腸低32.89%(P＜0.05),比空腸低19.17%(P＜0.05)。十二指腸與空腸間絨毛高度和隱窩深度均差異不顯著(P＞0.05)。從十二指腸到回腸絨毛高度/隱窩深度(V/C)的比值呈倒“V”型趨勢(見圖2D),但不同腸段間絨毛高度/隱窩深度的比值均差異不顯著(P＞0.05)。

圖2 麋鹿十二指腸、空腸和回腸的黏膜厚度(A)、絨毛高度(B)、隱窩深度(C)及絨毛高度/隱窩深度(V/C)比值(D)

3 討論

麋鹿是我國一級保護動物,自重引進以來,其種群擴大長期受腸道疾病的困擾,尤其是1996 年和1999 年暴發的出血性腸炎對其造成了極大的危害[1],因此,研究麋鹿腸道的組織結構非常重要。本試驗所用麋鹿死亡前精神沉郁、消瘦,死亡后剖檢發現肺輕度出血,肝臟輕度萎縮,并在消化道發現寄生蟲蟲卵,但僅在空腸黏膜發現少量出血點,其他腸段無明顯肉眼可見病變。顯微鏡下可觀察到腸道黏膜上皮細胞有輕微脫落,但麋鹿小腸結構仍清晰。本研究結果發現麋鹿小腸的腸壁由內向外依次為黏膜層、黏膜下層、肌層和漿膜層構成,這與麋鹿空腸、盲腸、結腸和直腸的報道一致[2],也與雞、豬、牛、羊、羊駝等動物的腸壁結構相同[3-5]。

良好的黏膜結構是保證小腸發揮消化和吸收功能的生理基礎,同時也是腸黏膜機械屏障的重要組成部分,其完整性對防止腸道細菌移位起著重要作用。小腸黏膜厚度與小腸的節律性收縮和食糜的機械消化密切相關,因此,黏膜厚度直接影響營養物質的吸收和轉運過程[7-8]。本試驗發現,麋鹿十二指腸的黏膜最厚,回腸最薄。而1 日齡、30 日齡、180 日齡及成年牦牛和黃牛則是空腸的黏膜最厚,十二指腸黏膜最薄[5]。

小腸黏膜上皮和固有層形成的腸絨毛使黏膜表面積增加,其發育狀況在很大程度上決定了營養物質的吸收與利用效率。試驗表明,絨毛高度下降或形狀變化均會影響腸絨毛消化吸收面積和單位面積內腸上皮細胞的數量,從而降低機體消化吸收的能力,導致動物生長發育受阻[3,9-10]。而隱窩深度的變化在功能上也能影響機體的消化吸收機能。絨毛高度與隱窩深度的比值(V/C)能綜合反應出小腸的功能狀態,該比值下降,表示小腸的消化吸收能力下降,常伴隨腹瀉發生;該比值上升,表示其消化吸收功能增強,腹瀉率下降,生長發育加快[3,10]。本試驗顯示,十二指腸和空腸的絨毛高度和隱窩深度明顯高于回腸,但V/C 比值在不同腸段間差異不顯著。而成年牦牛和黃牛均是空腸絨毛高度和V/C 比值顯著大于十二指腸和回腸,隱窩深度從十二指腸到回腸差異不顯著;成年羊駝的絨毛高度和V/C 比值則是十二指腸和空腸顯著高于回腸,隱窩深度差異不顯著[5-6]。造成這些結果差異的原因可能有三點：一是動物種類不同;二是動物所處的生活環境、飼養管理等多方面因素;三是該麋鹿腸道內存在大量蟲卵,寄生蟲感染使腸黏膜上皮細胞脫落。

除消化和吸收功能外,腸道黏膜內還有大量的免疫相關細胞,如上皮內淋巴細胞、肥大細胞、杯狀細胞等,他們對抗感染及外來抗原的免疫應答等具有重要作用,是腸黏膜免疫系統的重要防御屏障。研究發現,CD11c 特異性缺失IL-10R α小鼠的小腸隱窩增生,上皮內淋巴細胞和固有層T 細胞數量增加并伴隨著T 細胞分泌的IFN γ和IL-17A 水平升高[11],肥大細胞參與了吲哚美辛誘導的大鼠腸炎[12],這表明這些免疫相關細胞的數量可以在一定程度上反映小腸局部黏膜免疫屏障的完整性及免疫防御功能的完善程度。斷奶應激、飼料改變、飼養模式、疾病等都會影響腸道黏膜厚度、絨毛高度、隱窩深度和V/C 比值,從而影響動物的健康。本試驗所用麋鹿有寄生蟲感染導致腸黏膜上皮細胞脫落,相應地黏膜免疫相關細胞數量減少,從而造成機體免疫功能降低。

麋鹿目前在我國主要是半散養方式,其飼料變化受季節改變明顯,因此,隨著季節變化科學的改變麋鹿的飼料配比能使麋鹿平穩地度過飼料改變給腸道帶來的應激,進一步深入地研究麋鹿腸道黏膜屏障對研究其消化道疾病及防控具有重要意義。