氨氮和鎘脅迫對芙蓉鯉鯽抗氧化系統和免疫機能的影響

高金偉 吳 浩 李紹明 謝 敏 李文祥 宋 銳

(1. 湖南省水產科學研究所, 長沙 410153; 2. 農業農村部淡水養殖病害防治重點實驗室, 武漢 434072)

魚類作為低等水生脊椎動物, 其呼吸、排泄和生長發育等生命過程均在水環境中進行, 并對水體環境產生一定的影響。同樣的, 水體中的各種環境因子(如氨氮、重金屬和溶解氧)也會影響魚體的生命活動。氨氮作為水體中常見的環境污染因子之一, 主要來源于農業徑流、水中殘餌及排泄物的氨化作用, 可通過鰓等器官進入魚體, 對魚類有很強的毒性作用[1,2], 可顯著影響魚類的生長速率[3]、抗氧化能力[2]、免疫力[4]和組織器官結構[1]等, 擾亂魚體正常的生理活動和新陳代謝, 嚴重的可導致死亡。近年來, 隨著有色金屬的開采和冶煉、印染、農藥、飼料等行業的迅猛發展, 大量重金屬污染物通過多種途徑進入水生生態系統, 嚴重威脅水生生物的生存, 并通過食物鏈間接影響人類健康和食品安全[5]。重金屬鎘作為生物體內非必需的微量金屬元素, 對動物有較強的致畸、致癌和致突變作用,是生物毒性最強的重金屬元素, 已被聯合國環境規劃署(UNEP)列為十二種全球性環境污染物之首[6]。水體中的鎘經過溶解、沉淀等一系列反應后, 在水體和沉積物中遷移、轉化, 并隨著灌溉用水和養殖池塘換水向農田和養殖水域擴散。此外, 部分鎘污染農田經工程化改造后用于稻田綜合種養和池塘工程化養殖, 因此, 水體中的魚類等水生動物均遭受著不同程度的鎘脅迫。鎘在生物體內難以降解,具有蓄積毒性, 可通過食物鏈和食物網產生生物富集和生物放大效應, 嚴重危害水生動物的健康和水產品質量安全, 可引起魚類等水生動物發育畸形[7]、生殖內分泌紊亂[8]、氧化代謝酶活性降低[9]、免疫功能抑制[10]和組織器官損傷[11]等生理副作用。

魚類作為水域生態系統的重要組成部分, 其生理活動極易受到水源性化學污染物(氨氮、鎘)的影響。為抵御環境污染物的氧化脅迫, 魚類已進化出一套由超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化氫酶(CAT)和谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-PX)等抗氧化酶及谷胱甘肽(GSH)和維生素C (Vc)等抗氧化劑組成的氧化防御系統[12]。但當脅迫因子的強度和持續時間超過魚體自我防御的能力時, 魚體中過量產生的活性氧(Reactive oxygen species, ROS)會攻擊蛋白質、脂質和核酸等生物大分子, 產生大量的脂質過氧化物, 誘導氧化應激, 進而導致機體非特異性免疫能力下降[13]。芙蓉鯉鯽(Cyprinus capiofurong.♀×Carassius auratusred var.♂)為湖南省水產科學研究所自主培育的新型雜交品種, 目前已通過池塘養殖、網箱養殖和稻田養殖等養殖模式在湖南、湖北、甘肅和天津等24個省(市)示范推廣[14]。芙蓉鯉鯽食性雜, 極易受到環境重金屬的污染, 同時其抗逆性強, 養殖密度大, 養殖水體中氨氮濃度較高, 因此芙蓉鯉鯽是研究鎘和氨氮脅迫的良好材料。目前, 國內外關于氨氮和鎘單獨脅迫對魚類抗氧化系統及免疫力影響的研究報道較多[2—4,10,11], 但關于氨氮和鎘聯合脅迫對芙蓉鯉鯽抗氧化功能和免疫機能影響的研究尚未見報道。研究表明, 水體中高濃度的氨氮常與高濃度的重金屬和有機污染物共同存在[15], 因此魚類可能同時面臨多種污染物的脅迫。目前, 越來越多的學者關注環境污染物聯合脅迫對魚類生理機能和抗氧化狀態的影響, 但大部分為兩種重金屬及重金屬與有機污染物的聯合脅迫[16,17],有關鎘和氨氮聯合脅迫的研究卻鮮見報道。

本研究以芙蓉鯉鯽為實驗對象, 以鎘和氨氮為脅迫源, 采用靜水生物試驗法研究氨氮和鎘單一脅迫和聯合脅迫下芙蓉鯉鯽肝臟抗氧化能力和免疫力的變化規律, 探討不同脅迫條件下芙蓉鯉鯽的抗逆機制和免疫調節機制, 以期為芙蓉鯉鯽的健康養殖及環境污染物的風險評價提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

芙蓉鯉鯽取自湖南省水產科學研究所長沙基地, 魚體健壯, 活力強, 體表無損傷, 體質量(32.75±3.53) g, 體長(10.13±0.89) cm。實驗開始前在規格為95 cm×60 cm×50 cm的玻璃缸中暫養7d, 試驗用水為經充分曝氣72h的地下井水, 水溫(27±1)℃, pH(7.8±0.2), 溶解氧(4.5±0.5) mg/L, 24h連續增氧, 每天定時投喂顆粒飼料和換水排污。

氯化銨(NH4Cl, 純度≥99.5%)和氯化鎘(CdCl2·2.5H2O, 純度≥99.0%)購自國藥集團化學試劑有限公司; 總蛋白(TP)測定試劑盒(帶標準: 考馬斯亮藍法, A045-2-2), 總超氧化物歧化酶(SOD)測定試劑盒(WST-1法, A001-3-2), 過氧化氫酶(CAT)測定試劑盒(可見光法, A007-1-1), 谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-PX)測定試劑盒(比色法, A005-1-2), 還原型谷胱甘肽(GSH)測定試劑盒(微板法, A006-2-1), 堿性磷酸酶(AKP)測定試劑盒(微板法, A059-2-2), 酸性磷酸酶(ACP)測定試劑盒(微板法, A060-2-2)和髓過氧化物酶(MPO)測試盒(比色法, A044-1-1)均購自南京建成生物工程研究所有限公司。

1.2 實驗方法

采用靜水染毒法, 分別以分析純氯化銨和氯化鎘為氨氮源和鎘源, 按照NH4+離子濃度和Cd2+離子濃度分別配制成濃度為5和1 g/L的母液, 根據試驗需求稀釋至所需濃度。 通過預實驗得出芙蓉鯉鯽96h氨氮和鎘半致死濃度(96hLC50)分別為25.64和112.81 mg/L, 以96hLC50的10%為安全濃度, 則氨氮和鎘對芙蓉鯉鯽的安全濃度分別為2.56和11.28 mg/L。在此基礎上, 本研究設置4個處理組, 分別為空白對照組(Control)、氨氮脅迫組(NH3-N, 2.56 mg/L)、鎘脅迫組(Cd, 11.28 mg/L)及氨氮和鎘聯合脅迫組(NH3-N+Cd)。每個處理組設置3個平行, 每個平行15尾魚, 每天換水50%, 并用相應母液調整至設定濃度。實驗期間, 水溫(27±1)℃, pH (8.2±0.2),光暗比為14h∶10h, 水中溶解氧保持在5 mg/L以上,每天飽食投喂兩次(8:00和16:00), 每次投喂1h后撈出殘余飼料, 每天定時用電動虹吸泵清除糞便。分別于第0、第2、第4、第6和第8天隨機取6尾魚, 經40 mg/L苯唑卡因麻醉后, 于冰上取肝臟組織若干,-20°C凍存。

1.3 肝臟抗氧化指標和免疫指標的測定

肝臟組織按照1∶9 (w/v)的比例用預冷的0.85%生理鹽水研磨勻漿, 3000 r/min離心后取上清液, 按照試劑盒說明書的要求, 分別測定肝臟TP、MDA和GSH的含量及SOD、CAT、GSH-PX、AKP、ACP和MPO的活性。

1.4 數據統計分析

數據結果均以平均值±標準差(mean±SD)呈現,采用SPSS 19.0軟件對數據進行統計分析, 并選用單因素方差分析(One-way ANOVA)和Duncan法進行多重比較分析,P＜0.05為顯著性差異水平。

2 結果

2.1 肝臟抗氧化指標

芙蓉鯉鯽亞急性脅迫2d后, NH3-N組和Cd組中肝臟MDA含量顯著高于對照組(P＜0.05), 分別為對照組的5.68和2.84倍, 而NH3-N+Cd組中肝臟MDA含量略高于對照組, 但差異未達到既定的顯著性水平(P＞0.05)。在脅迫4d后, 僅NH3-N+Cd組肝臟MDA含量相較于對照組顯著增加(P＜0.05), 為對照組的1.73倍, 其余兩個處理組肝臟MDA含量相較于對照組有所增加, 但未達到顯著水平(P＞0.05)。在脅迫6d后, Cd組MDA含量相較于對照組顯著增加(P＜0.05)。在脅迫8d后, NH3-N組、Cd組和NH3-N+Cd組肝臟MDA含量均顯著高于對照組, 分別為對照組的2.24、3.85和3.61倍(P＜0.05)。在整個實驗期間, 3個處理組肝臟MDA含量在不同時間點整體呈現“升-降-升”的變化規律(圖 1), NH3-N組、Cd組和NH3-N+Cd組肝臟MDA含量分別在第2、第8和第8天達到峰值。對照組MDA含量在不同時間點均無顯著變化。

圖1 氨氮和鎘脅迫對芙蓉鯉鯽肝臟丙二醛含量的影響Fig. 1 The effect of ammonia nitrogen and cadmium (Cd) on malondialdehyde (MDA) content in liver of Furong crucian carp

與對照組相比, NH3-N組在2d時肝臟SOD活性達到峰值(圖 2), 為對照組的2.29倍(P＜0.05), 隨后顯著下降, 至4d時SOD活性仍顯著高于對照組(P＜0.05), 在6d時SOD活性處于最低值(P＜0.05), 在4d和6d時SOD活性分別為對照組的1.35和0.55倍, 在0和8d時SOD活性與對照組之間差異無顯著性。Cd組在0、2d、4d和8d時SOD活性與對照組之間均無顯著性差異, 在6d時SOD活性顯著高于對照組(P＜0.05), 為對照組的1.39倍。與對照組相比, NH3-N+Cd組肝臟SOD活性在6d和8d時顯著增強(P＜0.05), 分別為對照組的1.44和1.81倍, 在其余時間點均無顯著性差異(P＞0.05)。

圖2 氨氮和鎘脅迫對芙蓉鯉鯽肝臟超氧化物歧化酶活性的影響Fig. 2 The effect of ammonia nitrogen and cadmium (Cd) on superoxide dismutase (SOD) activity in liver of Furong crucian carp

芙蓉鯉鯽經不同的脅迫后, 肝臟CAT活性整體呈現先下降后上升的變化趨勢(圖 3)。NH3-N組、Cd組和NH3-N+Cd組肝臟CAT活性均在2d時開始下降, 但與對照組無顯著性差異(P＞0.05), 分別在6d、4d和4d時活性最低, 顯著低于對照組(P＜0.05), 在8d時NH3-N組和Cd組CAT活性恢復至正常水平, 而NH3-N+Cd組CAT活性卻顯著高于對照組(P＜0.05)。在對照組中, 肝臟CAT活性在2d時顯著高于其他采樣點, 表明樣品采集過程中的操作差異可能導致CAT在不同采樣點的活性差異。

圖3 氨氮和鎘脅迫對芙蓉鯉鯽肝臟過氧化氫酶活性的影響Fig. 3 The effect of ammonia nitrogen and cadmium (Cd) on catalase (CAT) activity in liver of Furong crucian carp

氨氮和鎘單一及聯合脅迫后, 芙蓉鯉鯽肝臟GSH-PX活性的變化如圖 4所示。在氨氮脅迫2d內,GSH-PX活性顯著增加(P＜0.05), 隨后顯著下降; 在氨氮脅迫8d后, GSH-PX活性恢復至對照組水平。在氨氮脅迫8d內, GSH-PX活性呈現波動變化的趨勢, 最大值和最小值分別出現在脅迫后的第2和第6天, 分別為對照組的2.52和0.69倍。在鎘脅迫6d后,肝臟GSH-PX活性相較于對照組顯著升高, 隨后在8d時降至對照組水平。氨氮和鎘聯合脅迫0—4d,肝臟GSH-PX活性保持基本穩定, 隨后在6d和8d時GSH-PX活性持續升高, 均顯著高于對照組(P＜0.05)。

圖4 氨氮和鎘脅迫對芙蓉鯉鯽肝臟谷胱甘肽過氧化物酶活性的影響Fig. 4 The effect of ammonia nitrogen and cadmium (Cd) on glutathione peroxidase (GSH-PX) activity in liver of Furong crucian carp

如圖 5所示, 氨氮脅迫后芙蓉鯉鯽肝臟GSH含量在2d時顯著增加(P＜0.05), 為對照組的1.98倍, 在4d、6d和8d時肝臟組織中的GSH維持著較低的含量, 均顯著低于對照組(P＜0.05), 分別為對照組的0.27、0.19和0.57倍, 其中在6d時有最小值。在鎘脅迫后, 肝臟GSH含量在4d時顯著低于對照組(P＜0.05), 在其他時間點相較于對照組無顯著差異(P＞0.05)。在氨氮和鎘聯合脅迫后, 肝臟GSH含量在2d內無顯著變化, 在4d時GSH含量急劇下降, 隨后在6d時快速升高, 至8d時仍保持較高的水平, GSH含量在4d、6d和8d時均與對照組有顯著差異(P＜0.05),分別為對照組的0.26、1.37和1.66倍。

圖5 氨氮和鎘脅迫對芙蓉鯉鯽肝臟谷胱甘肽含量的影響Fig. 5 The effect of ammonia nitrogen and cadmium (Cd) on glutathione (GSH) content in liver of Furong crucian carp

2.2 肝臟免疫指標

與對照組相比, NH3-N組在2d和4d時肝臟ACP活性顯著高于對照組(P＜0.05), 分別為對照組的1.48和1.39倍, 而在0和6d時肝臟ACP活性與對照組相比無顯著性差異, 在8d時肝臟ACP活性顯著低于對照組(0.68倍)。NH3-N組肝臟ACP活性整體呈先升后降的變化趨勢(圖 6)。Cd組肝臟ACP活性在0、2d、4d和6d時略有變化, 但相較于對照組均無顯著變化(P＞0.05), 至8d時ACP活性急劇升高(P＜0.05), 為對照組的1.70倍。NH3-N+Cd組ACP活性在0、2d和4d時與對照組基本持平, 在6d和8d時ACP活性持續增強, 分別為對照組的1.39和1.84倍(P＜0.05)。

圖6 氨氮和鎘脅迫對芙蓉鯉鯽肝臟酸性磷酸酶活性的影響Fig. 6 The effect of ammonia nitrogen and cadmium (Cd) on acid phosphatase (ACP) activity in liver of Furong crucian carp

與對照組相比, 氨氮脅迫2d后AKP活性急劇升高, 在4d時AKP活性顯著降低, 至8d時仍維持著較低的活性水平(圖 7)。NH3-N組肝臟AKP活性在2d、4d、6d和8d時相較于對照組均存在顯著性差異(P＜0.05), 分別為對照組的6.58、0.39、0.51和0.57倍, 其中2d時達到峰值, 4d時有最小值。Cd組肝臟AKP活性在0—4d內緩慢降低, 但與對照組差異不顯著(P＞0.05), 在6d時AKP活性顯著降低(P＜0.05), 有最小值, 至8d時AKP活性顯著升高, 為對照組的1.27倍。在0—8d內, Cd組肝臟AKP活性呈現先下降后升高的變化趨勢。與對照組相比,NH3-N+Cd組芙蓉鯉鯽肝臟AKP活性在8d時顯著增強(1.81倍), 0—6d內AKP活性無明顯變化。

圖7 氨氮和鎘脅迫對芙蓉鯉鯽肝臟堿性磷酸酶活力的影響Fig. 7 The effect of ammonia nitrogen and cadmium (Cd) on alkaline phosphatase activity (AKP) in liver of Furong crucian carp

與對照組相比, 3個處理組芙蓉鯉鯽肝臟MPO活性均大致呈現先上升后下降的變化趨勢, 脅迫2d時均達到最大值(圖 8)。NH3-N組MPO活性在2d、4d和6d時顯著高于對照組(P＜0.05), 分別為對照組的7.35、4.58和3.16倍, 至8d時恢復至對照組水平。Cd組MPO活性在2d和4d時顯著高于對照組(P＜0.05), 分別為對照組的7.54和6.98倍, 在6d和8d時MPO活性略低于對照組, 但未達到顯著性水平(P＞0.05)。NH3-N+Cd組MPO活性在2d和8d時顯著高于對照組(P＜0.05), 分別為對照組的10.11和6.83倍, 在4d和6d時MPO活性略高于對照組, 均未達到顯著性水平(P＞0.05)。

圖8 氨氮和鎘脅迫對芙蓉鯉鯽肝臟髓過氧化物酶活性的影響Fig. 8 The effect of ammonia nitrogen and cadmium (Cd) on myeloperoxidase (MPO) activity in liver of Furong crucian carp

3 討論

3.1 氨氮和鎘脅迫對芙蓉鯉鯽氧化應激狀態的影響

魚體在遭受不利環境因子(氨氮、重金屬等)時機體會產生大量的活性氧(Reactive oxygen species,ROS), 當超出生物體清除能力時, 過多的ROS會誘導脂質過氧化, 進而引發氧化應激, 最終導致DNA氧化損傷、蛋白質失活和線粒體功能失調, 嚴重的導致死亡。丙二醛(MDA)作為ROS引發脂質過氧化作用的終產物, 其含量的變化可反映出機體脂質過氧化反應的程度, 是動物體氧化應激和細胞氧化損傷靈敏的生物標志物[18]。研究發現, 亞硝酸鹽[19]、低氧[20]、運輸[21]及擁擠脅迫[3]均可導致魚體內MDA含量的升高, 使動物處于氧化應激狀態。在本研究中, 氨氮和鎘單一及聯合脅迫后, 在2d、4d、6d和8d時芙蓉鯉鯽肝臟MDA含量均不同程度的增加, 并維持著較高的水平, 這表明采用水源性亞急性脅迫的方法適宜于建立芙蓉鯉鯽氧化應激模型。余秋果[16]指出, 稀有鮈鯽(Gobiocypris rarus)在銅、鎘及其聯合暴露后, 肝臟MDA含量顯著升高, 魚體產生了氧化應激, 這與本研究結果一致。

3.2 氨氮和鎘脅迫對芙蓉鯉鯽氧化防御系統的影響

魚類在長期的進化過程中已演化出一套完整的抗氧化系統以抵御外界的不利刺激。超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化氫酶(CAT)和谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-PX)構筑了魚類抵御氧化應激的第一道防線, 是魚體維持內環境穩態的重要酶類。SOD能夠高效催化魚體內的ROS, 并通過歧化反應將其轉化為過氧化氫(H2O2)和氧氣(O2)。H2O2仍具有一定的氧化性, 可被CAT和GSH-PX進一步轉化為無毒無害的水(H2O)和O2, 以維持魚體內氧化平衡狀態的穩定[22]。在本實驗中, 芙蓉鯉鯽肝臟SOD活性在氨氮脅迫2d和4d時顯著升高, 在鎘脅迫6d時顯著高于對照組(P＜0.05), 在氨氮和鎘聯合脅迫6d和8d時顯著升高。研究發現, 安全濃度下的鎘、氨氮單一脅迫能夠誘導肝臟SOD活性的升高[23—25], 這與本研究結果基本一致。CAT和GSHPX是魚體內以H2O2為底物的解毒酶, 是機體解毒防御機制、抗逆性及抗氧化功能調節的重要組成部分。在本研究中, 肝臟GSH-PX活性在氨氮脅迫2d和4d時顯著增強, 在6d時顯著降低, 在鎘脅迫6d時顯著升高, 在氨氮和鎘聯合脅迫6d和8d時顯著升高, 這與韓春艷等[4]報道的結果相符。CAT活性在所有處理組中均呈現出先降低后升高的變化趨勢, 這與前期研究結果基本一致, 如中華鱘(Acipenser sinensis)[26]、大鱗副泥鰍(Paramisgurnus dabryanus)[2]、黃顙魚(Pelteobagrus fulvidraco)[11]等。本研究結果表明, 氨氮和鎘及其聯合脅迫條件下, 芙蓉鯉鯽肝臟CAT和GSH-PX均被成功激活, 參與了機體對外源性毒性物質的解毒過程。安全濃度的氨氮脅迫下肝臟GSH-PX活性呈現先升高后降低的變化趨勢, 而CAT表現出相反的變化規律, 這可能與酶促反應的底物親和性有關。研究表明, GSH-PX對反應底物H2O2的親和力高于CAT, 其在H2O2濃度非常低時也能與之反應[27]。谷胱甘肽(GSH)是一種含有巰基的三肽蛋白, 是生物體內清除ROS非常重要的非酶抗氧化劑, 在清除自由基,緩解氧化應激, 保護細胞完整性, 維持細胞代謝及解毒等生理過程中發揮著重要作用[24,28,29]。在本實驗中, 氨氮脅迫后肝臟GSH含量在2d時顯著升高,在2d、6d和8d時明顯降低, 這說明短時間的氨氮刺激誘使機體表現出一定的毒物興奮效應, 但隨著暴露時間的延長, 機體內積聚的氨氮大量消耗抗氧化物質GSH以緩解氨氮毒性, 從而導致GSH缺乏或耗竭。Hao等[30]報道了氨氮脅迫后紅鯽(Carassius auratusred var.)肝臟GSH含量呈先急劇升高后顯著降低的變化趨勢, 這與本研究結果相符。研究表明,重金屬鎘能與GSH直接結合形成Cd(GS)2復合物而流出細胞, 在緩解鎘毒性的同時降低了細胞內自由基清除劑GSH的含量[31,32]。在本研究中, 肝臟GSH含量在鎘脅迫及氨氮和鎘聯合脅迫4d時顯著減少,這表明GSH含量的減少是機體解毒過程中的一種適應性保護機制。

3.3 氨氮和鎘脅迫對芙蓉鯉鯽免疫能力的影響

酸性磷酸酶(ACP)和堿性磷酸酶(AKP)是存在于魚類等水生動物溶酶體和內膜系統內的磷酸酶,是水生動物體內重要的免疫標志酶和解毒酶類, 廣泛參與動物體內細胞吞噬、免疫反應、能量代謝調節、細胞損傷與修復等生命過程, 既是動物體內解毒體系的重要組成部分, 也是動物體免疫機能和健康狀況的重要參照指標[33—35]。在本研究中, 氨氮和鎘單一及聯合脅迫后ACP活性出現不同程度的增強, 而且鎘單一脅迫及氨氮和鎘聯合脅迫在8d時誘導AKP活性的增強, 這表明化學性環境污染物激活了磷酸酶介導的芙蓉鯉鯽的非特異性免疫系統。研究指出, AKP的活性由最適pH決定, 機體組織損傷時AKP活性升高, 當組織嚴重損傷時, 其活性降低[36]。本研究發現, 氨氮脅迫后AKP活性在2d時顯著升高, 在4d、6d和8d時顯著降低, 這表明水源性氨氮脅迫改變了芙蓉鯉鯽體內的酸堿度, 對組織器官的結構可能造成嚴重損傷。此外, 生物體應對外界不利刺激時需要消耗更多的能量, 以滿足生物體應激代謝的能量需求。因此, AKP活性的升高是芙蓉鯉鯽應對外界不利因素的一種能量代償效應, 也是芙蓉鯉鯽耐受氨氮脅迫的一種適應機制,這與封琦等[37]的研究結果基本一致。髓過氧化物酶(MPO)主要存在于人和動物體內的中性粒細胞中, 具有維持機體免疫自穩態的平衡、清除氧自由基、殺滅病原微生物等多種生物活性, 是機體先天免疫和氧化應激保護的重要免疫因子[38,39]。在本研究中, 氨氮和鎘單一及聯合脅迫均導致肝臟MPO活性顯著增強, 這表明外源性化學物質激活了芙蓉鯉鯽的非特異性免疫系統, 提高了機體抵御外界物質干擾和氧化損傷的能力, 有利于維持機體內環境的穩定。

3.4 芙蓉鯉鯽對氨氮和鎘的差異性生理響應

肝臟是魚類重要的解毒器官和重金屬蓄積靶器官, 外源性化學物質如氨氮、鎘等可以通過鰓、皮膚、腸道等多種途徑進入魚體, 并隨著循環系統擴散、轉運, 進而影響靶器官的生理功能和物質代謝。本研究發現, NH3-N組ACP、SOD、GSH-PX和GSH的含量變化早于Cd組, 表明氨氮相較于鎘更易擴散進入魚體, 更早地誘導化學脅迫, 這可能是由氨氮和鎘的理化性質所決定的。相較于氨氮脅迫, 芙蓉鯉鯽肝臟AKP、SOD、GSH-PX和GSH含量在鎘脅迫4d或6d后才出現顯著變化, 這從側面反映出氨氮對芙蓉鯉鯽更多地表現出滲透毒性, 鎘對芙蓉鯉鯽更多地表現出蓄積毒性。研究發現, 當兩種化學性污染物同時作用于機體時, 其往往通過生物體不同的作用機制和代謝調節等多個途徑表現出較為復雜的毒性效應[40]。從本實驗結果可以看出, 在脅迫初期, 氨氮脅迫對芙蓉鯉鯽的抗氧化指標和免疫指標產生了不同程度的影響, 而隨著脅迫時間的延長, 氨氮脅迫對芙蓉鯉鯽的抗氧化指標和免疫指標的影響有所減弱, 相反鎘脅迫及氨氮和鎘聯合脅迫對芙蓉鯉鯽某些抗氧化指標(如SOD、GSH)和免疫指標(如ACP、AKP)的擾動效應強于氨氮脅迫, 這表明鎘脅迫及氨氮和鎘聯合脅迫可能在芙蓉鯉鯽體內呈現出時間累積效應。因此, 抗氧化酶和免疫酶活性的變化是生物體對外界不利刺激的主動適應, 既表現出魚體的抗逆能力, 也反映了環境因素引發的魚體脅迫生理的變化規律。

綜上所述, 本研究運用靜態毒理學試驗法成功構建了芙蓉鯉鯽氧化應激模型。研究結果表明, 氨氮和鎘單一及聯合脅迫均使芙蓉鯉鯽處于氧化脅迫狀態, 改變了魚體內的氧化平衡狀態, 激活了芙蓉鯉鯽的抗氧化防御系統, 活化了AKP、MPO等免疫酶介導的先天免疫反應以增強魚體的耐逆能力。本研究是對實際復合環境條件下水生動物的生理響應機制和解毒機制的初步探索, 至于復合條件下(脅迫種類、時間)對生物體聯合作用效應的分子機制有待進一步探究。