黃鰭金槍魚幼魚體長與血液指標關系研究

周勝杰，楊 蕊，于 剛，馬振華

（1. 中國水產科學研究院南海水產研究所熱帶水產研究開發中心，海南 三亞 572018； 2. 農業農村部南海漁業資源開發利用重點實驗室，廣東 廣州 510300； 3. 三亞熱帶水產研究院，海南 三亞 572018）

電解質水平是機體生理功能的保障，具有影響機體新陳代謝、調節心臟和肌肉指標水平等功能[1]。血氣分析指標中血乳酸水平、葡萄糖水平、離子濃度等均有重要的指示作用。例如，在人類疾病檢測中，血乳酸水平檢測對于B族鏈球菌感染敗血癥新生兒早期診斷具有重大臨床意義[2]；血糖測定是診斷糖尿病的最主要檢查項目之一，同時也是多種人體疾病檢查的重要指標[3]。血清中的離子具有保證酸堿平衡、調節體液滲透壓和維持細胞新陳代謝的功能[4]。其中鉀離子 (K+)、鈉離子 (Na+) 主要以堿鹽的形式存在于組織及細胞中，對酸堿平衡有重要調節作用；鈣離子 (Ca2+) 對神經信號的傳遞、激素分泌、酶活性等具有重要作用[4]。血清離子水平通常用于反映人體健康狀況[5]，如兒童熱性驚厥[6]、老年心血管疾病[5]、腦梗死[7]等的診斷。電解質水平在魚體中也有重要的作用，研究表明當鯉 (Cyprinus carpio) 發生暴發性疫病時，病魚血清中K+、Na+濃度有較明顯的升高，而對Ca2+的影響較小[4]。關于電解質水平在魚類研究中的應用較少，多數相關研究集中在廣鹽性魚類及海水魚類的離子轉運能力及離子通道研究上[8-9]。

廣鹽性魚類在降海洄游和溯河洄游過程中因外界離子濃度變化較大，導致滲透壓發生變化，機體失水或吸水，為了維持體內穩態，廣鹽性魚類具有調節滲透壓、酸堿度和離子的功能器官，因此可以在淡水與海水之間穿梭[8]。海水魚類在攝食過程中會吞食大量高鹽海水，亦具有強大的離子調節器官[10]。鈉鉀ATP酶 (NKA)、鈣鎂ATP酶 (CMA)是調節魚類離子平衡的重要參與者[9]，多種激素如催乳素(PRL)、生長激素 (GH)、類胰島素生長因子-1 (IGF-1) 的介導亦與之密切相關[11]，通過刺激轉運蛋白合成影響氯細胞的增殖、分化等方式促進對水分和離子的轉運能力[12-13]。多種與之相關的活動均是為了維持機體的離子平衡，可見離子平衡的重要性。目前關于魚類血液指標方面的研究主要集中在外界環境因子 (pH、溫度、鹽度等) 脅迫對血液抗氧化酶活性、免疫酶活性等指標的研究[14-18]。魚類血液電解質穩態相關的研究較少。通過檢測魚類血液電解質基礎指標，積累數據，可類比人類醫學，為魚類生長健康評價提供思路。

金槍魚是高營養價值魚類，為最受推崇的海水魚類之一。從分類上看，一般將鯖科的金槍魚屬、鰹屬、鮪屬、舵鰹屬、狐鰹屬統稱為金槍魚類。但大眾通常只將該名詞與金槍魚屬的大型高價值物種聯系起來，如藍鰭金槍魚(Thunnus albacares)、黃鰭金槍魚 (T. thynnus) 和大目金槍魚(T. obesus)。金槍魚類具有高度洄游的特性，廣泛分布于世界三大洋的熱帶和溫帶水域，全球共17種，它們的共同特征是有發達的皮膚血管系統，體溫高出水溫1～2 ℃。因其營養豐富、味道鮮美而深受喜愛[19]。黃鰭金槍魚為鯖科、金槍魚屬的一種魚類，最大體長可達3 m，體質量可達225 kg。目前，關于黃鰭金槍魚的研究主要集中在肌肉營養成分、捕撈方式方法、魚群分布、開發利用及保鮮運輸等[20-27]。國內關于黃鰭金槍魚養殖研究的公開報道較少，Ma等[28]曾報道過美濟礁深水網箱養殖黃鰭金槍魚幼魚的馴化攝食水深，方偉等[29]開展了5月齡黃鰭金槍魚幼魚形態性狀對體質量的相關性及通徑分析。世界范圍內，澳大利亞、日本、墨西哥、巴拿馬等國家已開展了黃鰭金槍魚養殖，取得了良好的成果。目前商業養殖黃鰭金槍魚幼魚主要來自于野生苗種誘捕，養殖方式主要為網箱養殖。我國黃鰭金槍魚陸基循環水馴化養殖技術剛起步[30]。目前關于黃鰭金槍魚幼魚陸基循環水養殖基礎數據較少，不同體長血清指標差異的研究尚未見報道。本研究開展了不同體長黃鰭金槍魚幼魚血清基礎數據測定，旨在為黃鰭金槍魚陸基養殖積累基礎數據，為其幼魚疾病診斷提供思路，有利于構建設施化金槍魚養殖技術體系，為我國后續開展金槍魚深遠海養殖和陸基循環水養殖推廣奠定基礎。

1 材料與方法

1.1 材料來源

黃鰭金槍魚幼魚體長25.78～49.21 cm，體質量410～2580 g，共計48尾，由中國水產科學研究院深遠海養殖技術與品種開發創新團隊于2020年11月—2021年1月在海南陵水黎族自治縣新村鎮附近海域誘捕，轉運至基地后進行馴化養殖。

1.2 實驗方法

黃鰭金槍魚幼魚自誘捕后在基地馴養池中進行馴化養殖，養殖池規格為長8.6 m×寬5.6 m×高2.8 m。馴化環境參數為水溫 (22.5±0.5) ℃，溶解氧質量濃度>8.50 mg·L?1，pH 為 7.93±0.12，鹽度為 33，氨氮質量濃度<0.1 mg·L?1，亞硝態氮質量濃度<0.1 mg·L?1，實驗用魚體質量 410～2 580 g。黃鰭金槍魚幼魚馴化期間投喂新鮮雜魚，馴化成功后按體長將其分為 3組：20G (20～30 cm)、30G (30～40 cm)、40G (40～50 cm)，每組 16尾，每組隨機抽取 3尾分別測定血液、體質量、體長指標等。

黃鰭金槍魚幼魚經丁香酚 (10～30 μg·L?1) 麻醉后，用一次性注射器 (注射器用抗凝劑肝素潤洗) 從其尾部抽取血液樣品 (每尾取血 4 mL) 并按照比例加入抗凝劑 [每毫升血液肝素用量為 (15±2.5) U]，4 ℃ 保存并靜置 30 min，靜置完成后用臺式高速冷凍離心機 (EXPERT 18K-R) 離心(溫度 4 ℃，轉速 3 000 r·min?1，時長10 min)。提取上清液后使用血氣分析儀PL2000 Plus測定樣品。測定K+、Na+、Ca2+、標準化 Ca2+、氯離子 (Cl?)、滲透壓、氫離子 (H+)、pH、葡萄糖、乳酸、總血紅蛋白濃度和紅細胞比容等數據，采用儀器專用試劑包測定，數據精確到小數點后兩位。

1.3 數據計算與分析

標準化離子鈣：即pH 7.4時的鈣離子濃度。采用Excel 2010軟件進行數據整理，用SigmaPlot 14作圖，通過SPSS 19.0軟件進行顯著性差異分析。

2 結果

2.1 黃鰭金槍魚主要離子濃度與體長的關系

本實驗中不同體長組黃鰭金槍魚幼魚血清K+濃度和Ca2+濃度之間均存在差異 (圖1-a)，均為30G組濃度最高[K+為 (13.85±3.49) mmol·L?1，Ca2+為 (2.96±0.32) mmol·L?1]，但是不同組間差異均不顯著 (P>0.05)。標準化離子鈣(圖1-c) 濃度也呈現同一規律，但是30G組的濃度[(2.89±0.45) mmol·L?1]顯著高于其他兩組 (P<0.05)。Na+濃度隨著體長的增加逐漸降低，隨著體長的增加由 (286.05±0.55)mmol·L?1降低至 (244.87±30.53) mmol·L?1，相鄰體長組之間差異不顯著 (P>0.05)，但是20G與40G組間差異顯著(P<0.05)。Cl?的濃度隨著體長的增加逐漸升高，由(194.05±1.35) mmol·L?1上升至 (215.60±27.67) mmol·L?1，各組間差異不顯著 (P>0.05)。20G組滲透單位顯著高于其他兩組，達607.90 mOsm·kg?1，30G與40G組之間平均值相近且差異不顯著 (P>0.05，圖1-d)。

圖1 黃鰭金槍魚幼魚主要離子濃度與體長關系Osm為滲透單位；不同字母表示差異顯著 (P<0.05)，反之差異不顯著 (P>0.05)，后圖同此。Figure 1 Relationship between main ion concentration and body length of juvenile yellowfin tunaOsm is the unit of penetration; different and the same letters indicate significant difference (P<0.05) and insignificant difference (P>0.05). The same in the following figures.

2.2 黃鰭金槍魚幼魚不同體長H+濃度和pH差異

黃鰭金槍魚幼魚3個體長組之間H+濃度和pH差異均不顯著 (P>0.05)，但是變化規律有所差別。H+濃度隨著體長的增加逐漸降低，而pH隨著體長的增加逐漸上升。20G 組 H+濃度 [(58.60±0.90) mmol·L?1]明顯高于其他兩組，30G 和 40G 組之間差異較小，分別為 (45.68±11.98) mmol·L?1和 (44.10±16.67) mmol·L?1。3組 pH 依次為 7.23±0.01、7.35±0.12、7.38±0.19，差異較小 (圖 2)。

圖2 黃鰭金槍魚幼魚體長與氫離子濃度、pH的關系Figure 2 Relationship between body length and hydrogen ion concentration and pH of juvenile yellowfin tuna

2.3 黃鰭金槍魚幼魚不同組間葡萄糖、乳酸、總血紅蛋白濃度和紅細胞比容的差異

黃鰭金槍魚幼魚血清葡萄糖和乳酸濃度均呈逐漸下降的趨勢 (圖3-a)。不同的是，各組間的葡萄糖濃度差異不顯著 (P>0.05)，分別為 (0.86±0.38)、(0.81±0.73)、(0.35±0.34)mmol·L?1；20G 組乳酸濃度 [(18.69±0.20) mmol·L?1]顯著高于其他兩組 [(7.75±1.47)、(4.99±4.02) mmol·L?1，P<0.05]。黃鰭金槍魚幼魚血清紅細胞比容在3個體長組之間呈現先下降后上升的趨勢，3組間差異不顯著 (P>0.05)，分別為 (21.4±0.50) %、(14.63±3.21) % 和 (16.50±4.60) %(圖3-b)。黃鰭金槍魚血清總血紅蛋白濃度隨著體長增加逐漸下降，20G組顯著高于其余兩組 (P<0.05，圖3-c)。3組總血紅蛋白質量濃度分別為 (68.35±1.75)、(45.85±10.78)、(41.77±15.81) g·L?1。

圖3 黃鰭金槍魚幼魚體長與葡萄糖、乳酸、紅細胞比容、總血紅蛋白濃度的關系Figure 3 Relationship between body length and glucose,lactate, hematocrit and total hemoglobin concentration of juvenile yellowfin tuna

3 討論

血清中的主要離子如Na+、K+、Ca2+、Cl－等是血液離子的主要組成部分，對離子平衡、心臟跳動等機體活動有重要作用，也是機體健康與否的重要指示指標。血清中葡萄糖、乳酸、滲透壓和總血紅蛋白濃度等均是人體健康檢查的重要血液指標。目前關于魚類血液方面的研究主要針對血液抗氧化酶、免疫酶活性方面[14-18]；關于離子平衡的研究主要集中在鰓ATP酶對Na+、K+等離子的轉運能力方面[9]。而有關魚類血清重要電解質指標方面的研究較少。

3.1 主要離子濃度及滲透壓對機體的影響

一般來說，機體內所有元素都存在著直接或間接的關系[31]。血清中主要離子的濃度變化更是醫學上作為疾病診斷的重要參考依據，如甲狀腺疾病[31]、心臟疾病[5]、腦血管疾病[32]、新生兒敗血癥[2]等基礎性或重大疾病。有研究表明Ca2+水能夠提高大鼠的免疫能力[33]。在魚類研究中，離子變化研究主要集中在廣鹽性魚類或海水魚類上[8]。廣鹽性魚類在外界鹽度變化時會出現外界與體內離子差的劇烈變化，直接導致魚體失水或吸水。廣鹽性魚類可通過鰓上的離子通道和ATP酶等進行離子和水的獲取或排出[9]。海水魚類在攝食過程中因吞入海水而攝入過多鹽分也可以通過泌鹽細胞排出體外，并以此來維持體內離子平衡。因此血液主要離子指標也是魚類重要的健康指示標準。本研究中黃鰭金槍魚幼魚血清的K+濃度隨體長的增加呈現先升高后降低的現象，但不同組間均差異不顯著(P>0.05)；隨著體長的增加Cl－濃度呈現逐漸升高的現象，各組間差異同樣不顯著 (P>0.05)。結果表明在本研究涉及的體長范圍內，隨著體長的增加血清中K+和Cl－濃度相對穩定，僅出現較小的波動。本研究中黃鰭金槍魚幼魚血清Na+濃度隨著體長的增加逐漸降低，相鄰兩組之間差異不顯著 (P>0.05)，但20G與40G組間存在顯著差異 (P<0.05)。表明在本研究體長范圍內，隨著體長的增加血清Na+濃度緩慢下降，并且在體長差距較大時差異顯著 (P<0.05)。整體而言，主要離子中K+、Ca2+、Cl－組間差異不顯著 (P>0.05)，是隨著體長變化較穩定的血液指標，可以為黃鰭金槍魚的疾病檢查提供穩定參考。Na+濃度隨著體長的增加逐漸下降，是隨著體長增加變化規律明顯的指標。

血清Ca2+是指示機體是否缺鈣的重要指示標準。標準化Ca2+濃度是計算出的濃度，是Ca2+在pH為7.4時的標準化濃度[34]。標準化Ca2+濃度可以排除干擾，更直觀地表示其濃度值。本研究中黃鰭金槍魚幼魚血清的Ca2+濃度隨著體長的增加先升高后降低，但不同組之間均差異不顯著(P>0.05)。而標準化Ca2+濃度表現為30G體長組顯著高于其他兩組。黃鰭金槍魚標準化Ca2+濃度變化與體長之間沒有明顯規律，影響其變化的主要因子有待進一步研究。

廣鹽性魚類具有較強的滲透壓調控能力來適應鹽度變化，在高滲環境中廣鹽性魚類主要通過吞飲高鹽環境水來補充體表丟失的水分，鰓上皮細胞基底膜上的NKA和CMA來調節Na+、K+、Ca2+和Cl－等的平衡以適應外界鹽度變化[35-38]。滲透壓的變化可以為體液離子平衡能力提供參考，本研究中20G體長組滲透壓顯著高于其他兩組，達607.90 mOsm·kg?1，30G 與 40G組之間平均值相近，且差異不顯著 (P>0.05)。滲透壓的不同能從側面反映出其對體液平衡的調節能力。本研究結果表明30G和40G體長組的體液離子平衡能力較強。

3.2 血清H+濃度和pH之間的關系

血液酸堿度即血液內H+濃度的負對數值。酸堿度對機體的作用主要表現在對神經肌肉組織興奮性的影響。在一定pH范圍內，堿性增加，興奮性提高；酸性增加，興奮性降低。正常情況下血液酸堿度變化很小，主要依賴于血液中抗酸和抗堿物質形成的緩沖系統和正常呼吸功能及腎排泄功能[39]。如果這些功能不良或受疾病影響，則可能出現酸堿平衡紊亂，表現為酸中毒或堿中毒[39]。環境酸堿度對魚類影響極大，如抗氧化酶活性、魚病發生、能量代謝[40-42]等。有研究表明血液pH能夠反映機體的健康狀況[39]。本研究中黃鰭金槍魚幼魚3個體長組間H+濃度和pH差異均不顯著 (P>0.05)，但是變化規律有所差別。H+濃度隨著體長的增加逐漸降低，而pH相對穩定，隨著體長的增加輕微上升。

3.3 葡萄糖、乳酸、總血紅蛋白濃度和紅細胞比容的指示作用

正常情況下，機體中糖的分解和合成代謝處于動態平衡中，保持相對恒定。血清葡萄糖是指血液中的葡萄糖濃度，血糖測定是診斷糖尿病的最主要檢查項目之一，同時也是檢查多種人體疾病的重要指標[3]。血乳酸是體內糖代謝的中間產物，主要由紅細胞、橫紋肌和腦組織產生，血液中的乳酸濃度主要取決于肝臟及腎臟的合成速度和代謝率。體內乳酸升高可引起乳酸中毒。檢查血乳酸水平，可提示潛在疾病的嚴重程度[3]。有研究表明，不同養殖環境中淡水魚血糖濃度有所差異[43]。本研究中，黃鰭金槍魚幼魚血清葡萄糖濃度隨著體長的增加呈現逐漸下降的趨勢，但各組間差異不顯著 (P>0.05)，是本研究體長范圍內隨著體長增加濃度穩定降低的血液指標。黃鰭金槍魚幼魚血清乳酸濃度隨著體長的增加亦呈現逐漸下降的趨勢，乳酸在20G 組 [(18.69±0.20) mmol·L?1]顯著高于其他兩組 (P<0.05)。有研究表明，體內葡萄糖代謝過程中，如糖酵解速度增加，劇烈運動、脫水時，也可引起體內乳酸升高[3]。本研究中血糖與乳酸濃度的變化趨勢相同，表明黃鰭金槍魚在血糖濃度高時可能會分解產生較多的乳酸。紅細胞比容指紅細胞占全血容積的百分比，其反映紅細胞和血漿的比例，是影響血黏度的主要因素[1]。血清紅細胞比容在3個體長組之間呈現先下降后上升趨勢，3組間差異不顯著(P>0.05)。說明在本研究中3個體長組內血清紅細胞比容有輕微浮動，但整體差異不大，是較穩定的血液指標。

血紅蛋白濃度指單位體積 (L) 血液內所含血紅蛋白的量，是一種含色素的結合蛋白質，是紅細胞主要成分，能與氧 (O2) 和二氧化碳 (CO2) 結合，具有運輸 O2和 CO2的功能，同時可以與某些物質作用形成多種血紅蛋白衍生物，是臨床診斷某些變性血紅蛋白癥和血液系統疾病的重要參考依據[44-45]。其增減具有的臨床意義與紅細胞相似，但血紅蛋白對貧血的反映效果更佳明確[44]。在魚類研究中，測定血紅蛋白的研究較少，有研究表明，魚類的血紅蛋白含量受環境因素影響，河流圍網養殖狀態下的團頭魴(Megalobrama amblycephala)、草魚 (Ctenopharyngodon idella) 全血血紅蛋白值高于池塘養殖狀態[43]。本研究中黃鰭金槍魚血清血紅蛋白濃度隨著體長的增加逐漸下降，且20G組顯著高于其余兩組 (P<0.05)。人類幼兒的血紅蛋白濃度也高于成年人，與本研究結果相似。說明黃鰭金槍魚的血紅蛋白濃度與體長有較大的關系，與環境的關系有待進一步探索。

4 結論

綜上所述，本研究中黃鰭金槍魚幼魚在3個體長組中血液指標較穩定。K+、Ca2+、Cl－、H+、pH、葡萄糖、紅細胞比容組間差異不顯著 (P>0.05)，是隨著體長變化較穩定的血液指標，可為黃鰭金槍魚的疾病檢查提供參考。Na+、乳酸和總血紅蛋白濃度均隨著體長的增加逐漸下降，是隨著體長增加變化明顯的指標，亦可為黃鰭金槍魚的疾病檢查提供參考；標準化Ca2+在30G組顯著高于其他兩組(P<0.05)，其變化規律有待進一步研究。整體而言，隨著體長的增加，黃鰭金槍魚幼魚血液指標逐漸趨于穩定。血清數據與體長之間的關系研究可為黃鰭金槍魚幼魚積累基礎生理數據，為養殖過程中疾病的診斷提供參考。