短期饑餓對鯽魚消化系統的影響

何靈杰，安慧敏，鐘霞芳，李文慧，李 潔

（甘肅農業大學 動物科學技術學院，甘肅 蘭州 730070）

鯽魚（Carassius auratus），是我國最常見的淡水魚類之一，自然生活在除青藏高原以外的各大水系。鯽魚食性廣、適應性和抗病力強、繁殖性能高、生長快、對水溫要求不高，是我國最重要的淡水養殖魚類[1]。

由于天然餌料缺乏，飼喂管理以及活魚轉運等多種原因，短期饑餓在漁業生產中會經常出現，而饑餓不可避免地會對魚類的生長、發育甚至生存產生相應影響。有研究表明，魚類在食物缺乏時，消化系統最先受到影響，組織結構發生一定的代償性改變以適應環境，它們通過調節體內消化酶等的活性，利用體內儲存的能量來維持生命活動[2-3]。魚類的血液相關生理生化指標是研究其營養生理最直接的指標，也是了解饑餓脅迫后魚類健康狀態、生理和營養水平等的重要參數[4-5]。通過開展鯽魚的短期饑餓脅迫試驗，并從消化系統結構、血氣指標以及消化酶活性等方面進行探討，旨在為鯽魚的饑餓生理積累資料，并為闡明人工養殖及運輸等過程中的停食應激對鯽魚造成的影響提供依據。

1 材料與方法

1.1 魚類暫養及分組處理

試驗用鯽魚2020年9月購于蘭州市安寧區桃海市場，初始體重為191±20.2 g。購回后的鯽魚在甘肅農業大學水產校內實訓基地養殖車間內暫養一周后開始正式試驗。暫養期間水溫保持在20±2 ℃，充氣保證正常溶解氧供應。試驗用魚隨機分為2組，一組為正常投喂組，于每天8：00和16：00分別投喂1次，投喂量按照魚類體重和攝食情況控制在2%～3%；另一組為饑餓應激組，不投喂。在試驗0 d、5 d和10 d分別采集鯽魚腸道、血液和肝胰臟樣品，開展組織學、血氣指標和消化酶測定。

1.2 儀器

紫外可見分光光度計、酶標儀、數碼顯微鏡、分析天平、pH計、組織切片機、脫水機、攤片機、烘片機、血氣儀等。

1.3 樣品的制備及測定

1.3.1 石蠟組織切片制作 按照常規石蠟組織切片制作步驟進行：固定-水洗-脫水-透明-浸蠟與包埋-切片-展片-烤片-染色-封片-顯微鏡觀察與測量統計。

1.3.2 血氣指標測定樣品的制備及測定 分別在饑餓應激0 d、5 d、10 d時，每組取4尾魚，MS-222麻醉后，抗凝注射器尾靜脈采血2 ml，立即用血氣分析儀測定各項血氣生理指標。

1.3.3 酶活測定樣品的制備及測定 將麻醉采血后的鯽魚置于冰盤上快速解剖，取其消化道及肝胰臟，剔除腸系膜及多余脂肪組織，裝入凍存管，放入液氮中，之后保存于-80 ℃冰箱。測定酶活前，將樣品研磨稱重，加入對應體積的生理鹽水制備勻漿后，在4 ℃、2 500 r/min條件下離心10 min，取上清液置于4 ℃下保存，24 h內測定完畢。采用南京建成生物工程研究所的試劑盒測定腸道α-淀粉酶和肝胰臟脂肪酶活性。

2 結果與分析

2.1 短期饑餓對鯽魚腸道組織學的影響

不同饑餓應激時間的鯽魚腸道組織切片結果見圖1。由圖1可知，在饑餓處理5 d時，鯽魚腸道絨毛高度曲線呈上升趨勢且上升幅度較大，隱窩深度曲線無明顯變化，肌層厚度曲線呈上升趨勢；饑餓處理10 d時，鯽魚腸道絨毛高度下降，但幅度較小，隱窩深度和肌層厚度有所增加。饑餓處理后，鯽魚腸道壁變薄，中腸管腔變窄，分泌物減少；中腸腸壁皺褶變得少而淺，微絨毛數量減少。

圖1 不同饑餓處理時間的鯽魚腸道組織切片

2.2 短期饑餓對鯽魚肌肉pH及血氣相關指標的影響

不同饑餓應激時間的鯽魚肌肉pH及血氣相關指標的測定結果見圖2。由圖2可知，試驗處理時間內并未對鯽魚肌肉的pH產生顯著影響，但隨著饑餓應激時間的延長，血液的pH出現顯著升高現象；饑餓應激造成鯽魚血液中的總氧氣和分壓下降，并且饑餓10 d總氧氣含量出現顯著下降（P＜0.05）；饑餓還造成鯽魚血液二氧化碳含量和分壓、細胞外液堿剩余均出現上升趨勢；血液中鈉離子和鈣離子隨著饑餓時間的延長出現顯著下降趨勢（P＜0.05）。在饑餓時間內，鯽魚血液中葡萄糖含量出現先下降后上升的趨勢。紅細胞壓積和血紅蛋白含量并未隨著饑餓時間的延長發生顯著變化。

圖2 短期饑餓對鯽魚肌肉pH及血氣指標的影響

2.3 短期饑餓對鯽魚腸道α-淀粉酶和肝胰臟脂肪酶活力的影響

由圖3可知，饑餓10 d后鯽魚腸道內α-淀粉酶的活力呈顯著升高（P＜0.05）趨勢，而在試驗期間肝胰臟脂肪酶的活力未出現顯著變化。

圖3 短期饑餓對鯽魚腸道α-淀粉酶和肝胰臟脂肪酶活力的影響

3 討論與結論

3.1 短期饑餓對鯽魚腸道組織學的影響

消化道是食物消化和吸收的重要場所，消化道形態會受到饑餓等食物供應的影響。研究表明，饑餓對于幼魚階段消化道形態等的影響最大[6-7]。本研究發現，鯽魚饑餓后其腸的橫切面積縮小，皺襞變得少而淺，腸表面破損，指狀突起萎縮和黏結分泌物減少，腸上皮細胞的微絨毛稀疏、斷裂。這些現象可能是由于鯽魚在饑餓過程中沒有食物供給，通過擴大腸絨毛面積來滿足自身營養需要，從而維持正常的生命活動。

3.2 短期饑餓對鯽魚血氣指標的影響

魚類是變溫動物，再加上體型及內部器官結構等特點，使其基礎代謝很低，對饑餓的忍耐程度較強。有研究表明，魚類在饑餓應激時，會通過降低代謝水平來達到減少能量消耗的目的，從而更好地延續生命[4]。當魚類處于饑餓應激狀態時，因為無法再從食物中獲得碳水化合物，血糖濃度就會維持在一個相對穩定的水平。當魚類重新獲得食物時，這種動態的平衡會被打破，在新的能量供應基礎上形成新的動態平衡，這就是魚類機體對應激源的適應性響應[8]。這和本試驗中發現的血糖并未表現出隨著饑餓時間的延長而發生較大變化相一致。此外，本試驗發現饑餓應激造成鯽魚血液中的總氧氣和分壓下降，二氧化碳含量和分壓、細胞外液堿剩余均出現上升趨勢，以及血液中鈉離子和鈣離子隨著饑餓時間的延長出現顯著下降趨勢。

3.3 饑餓脅迫對鯽魚消化酶活性的影響

魚類等水產動物常常會因為不同的生長階段、食物的分布不均以及不同季節的變化等而面臨饑餓應激。它們通過調控代謝水平、能量分配和能源物質的消耗而適應這種應激環境。消化酶的活性變化調整是魚類等水產動物為了適應饑餓等應激的常用機制[7]。錢云霞等[9]研究發現饑餓使養殖鱸魚體內各部位的蛋白酶活性均出現明顯下降。呂小康[10]在大黃魚的研究中發現，饑餓會導致大黃魚幼魚消化器官內的脂肪酶、淀粉酶和蛋白酶的含量產生較大變化，尤其是脂肪酶和蛋白酶活性變化較大，淀粉酶活性小于其他兩種酶類。本研究發現饑餓初期α-淀粉酶活性變化不大，在饑餓5～10 d時酶活性呈顯著上升趨勢，短期的饑餓應激可能促使魚體通過調節腸道α-淀粉酶等活性，來達到代償性利用體內的貯存物質，從而維持生命體征基本穩定的目的。脂肪酶能將魚類機體內的脂肪分解為小分子的脂肪酸和甘油，在能量供應中具有重要作用，但這種能量供應一般遲于糖原分解和糖異生作用。本試驗中鯽魚在整個試驗期脂肪酶活性未出現顯著變化，可能與饑餓應激的總時間較短有關。