幼建鯉生物素缺乏的病理組織學觀察

趙 姝馮 琳，2，3劉 揚，2，3姜 俊，2，3周小秋，2，3*

(1.四川農業大學動物營養研究所，雅安 625014;2.動物抗病營養四川省重點實驗室，雅安 625014;3.魚類營養與安全生產四川省高校重點實驗室，雅安 625014)

生物素是魚類正常生理活動所必需的營養物質［1］。在動物體內，生物素主要作為羧化酶的輔酶，參與氨基酸、脂類和碳水化合物的代謝［2］。目前，有關生物素對魚類影響的研究主要集中在生長性能方面。研究表明，飼料中補充生物素可提高鯉魚［1］、羅非魚［3］和鱸魚［4］等魚類的生長性能，提高鯰魚［5］的魚體蛋白質和脂肪含量;而生物素缺乏可導致鯰魚［5］、建鯉［6］的皮膚顏色變深。關于生物素缺乏對魚類組織器官病理變化的研究僅見少量報道。研究發現，生物素缺乏可導致鯉魚［1］和虹鱒［7］的鰓葉上皮細胞肥大、增生。本文擬通過飼喂幼建鯉生物素缺乏飼料，觀察其對幼建鯉腸道、肝臟、后腎、鰓等組織器官結構的影響，旨在為生物素缺乏對魚類組織器官病理變化的研究提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗飼料

試驗飼料是以酪蛋白和明膠等作為主要蛋白質源的純化飼料。缺乏組飼料不添加生物素，其生物素實測值為0.010 mg/kg，對照組飼料生物素添加量按本課題組前期試驗得出的理論需要量(0.150 mg/kg)［6］添 加，其生物素實測值為0.151 mg/kg。試驗飼料中維生素B1添加量參考文獻［8］，維生素 B2添加量參考文獻［9］，蛋氨酸［10］、賴 氨 酸［11］、維 生 素 B6［12］、泛 酸［13］、煙

酸［14］、肌醇［15］、鐵［16］和鋅［17］的添加量參照本課題組確定的幼建鯉需要量。其他營養素的添加量參照NRC(1993)［18］鯉魚營養需要標準。試驗飼料組成及營養水平見表1。

1.2 試驗設計與飼養管理

試驗在四川農業大學動物營養研究所水生動物營養試驗場進行。魚苗自通威原(良)種漁場購回后，用0.8%氯化鈉消毒，浸泡12 h后換水。經10 d馴化和28 d耗竭試驗后，選擇初始均重為(7.72±0.02)g的健康幼建鯉 400尾，隨機分成2組(缺乏組和對照組)，每組4個重復，每個重復50尾魚，組間初始均重差異不顯著(P＞0.05)。試驗魚以重復為單位飼養于循環流水過濾水族箱(90 cm×30 cm×40 cm)中。耗竭試驗結束后，開始63 d的正式飼養試驗。試驗期間水溫和pH分別保持在(23±2) ℃和 7.0±0.3，溶氧保持在5.0 mg/L以上，每15 d用0.8%氯化鈉對水體消毒1次。正式飼養試驗1～4周每天投喂6次，5～9周每天投喂4次。

表1 試驗飼料組成及營養水平(風干基礎)Table 1 Composition and nutrient levels of experimental diets(air-dry basis) %

1.3 病理組織學觀察

試驗結束后，每重復隨機選取5尾魚，取出腸道(分為前腸、中腸、后腸3段)、肝胰臟、后腎、心臟、肌肉和鰓絲，用100 mL/L的中性福爾馬林溶液固定，石蠟包埋，切片，蘇木精－伊紅(HE)常規染色，并在倒置顯微鏡下觀察組織病理變化。

2 結果

2.1 生物素缺乏引起的幼建鯉腸道組織病理變化

缺乏組魚的各腸段腸黏膜上皮細胞變性、壞死、脫落，前腸、中腸部分腸黏膜上皮細胞脫落至腸腔;前腸、中腸和后腸的皺襞較低，排列稀疏，中腸和后腸的部分皺襞發生粘連，呈寬而短的舌狀(圖1－1、圖1－2、圖1－3)。對照組魚的各腸段腸黏膜上皮細胞排列整齊、緊密，皺襞較高，呈細而長的指狀，未見異常(圖1－4、圖1－5、圖1－6)。

2.2 生物素缺乏引起的幼建鯉肝臟、后腎和心臟組織病理變化

肝臟：缺乏組魚的肝細胞顆粒變性或空泡變性，變性的肝細胞腫脹，細胞界限模糊，胞漿染色變淡或幾乎透明，細胞核懸浮于細胞內或溶解(圖1－7)。對照組魚的肝細胞排列緊密，細胞界限清晰，細胞核均勻分布在細胞的中央，未見異常(圖1－8)。

后腎：缺乏組魚的后腎腎小管細胞變性、腫脹，胞漿染色不均勻，部分變淡甚至透明，有空泡出現，細胞核排列較散亂(圖1－9)。對照組魚的后腎腎小管細胞排列緊密，界限較清楚，胞漿染色均勻，細胞核均勻分布在細胞的中央，未見異常(圖1－10)。

心臟：缺乏組魚的心臟肌纖維溶解、斷裂，肌間間隙變寬(圖1－11)。對照組魚的心臟肌纖維結構完整，排列致密，未見異常(圖1－12)。

2.3 生物素缺乏引起的幼建鯉肌肉和鰓絲組織病理變化

肌肉：缺乏組魚的肌肉肌纖維排列散亂，部分肌纖維萎縮、溶解或斷裂，肌橫紋模糊不清或消失，其內形成空洞，胞漿淡染，細胞核濃縮、破裂或溶解(圖1－13)。對照組魚的肌肉肌纖維結構完整，排列緊密，細胞核分布在肌纖維的邊緣，未見異常(圖1－14)。

鰓絲：缺乏組魚的鰓絲粗短，排列不整齊，部分鰓絲裂解、脫落，嚴重者從鰓弓處發生斷裂;鰓小片粘連在一起，嚴重者鰓小片壞死、脫落，部分鰓弓處發生充血，軟骨消失(圖1－15)。對照組魚的鰓絲細長，排列整齊，結構完整(圖1－16)。

3 討論

關于生物素缺乏對魚類腸道組織病理變化的研究尚未見報道。本試驗發現，生物素缺乏使得幼建鯉腸道黏膜上皮細胞變性、壞死、脫落。Robinson等［19］研究報道，生物素缺乏斑點叉尾的肝臟重量降低，推測生物素缺乏導致肝臟重量降低的原因可能是生物素缺乏狀態下肝臟氧化加速，結構受到破壞，使其生長受阻。本試驗中，幼建鯉生物素缺乏導致肝細胞變性、腫脹，細胞界限模糊，胞漿染色變淡。這可能是因為生物素缺乏使魚類肝臟中多不飽和脂肪酸含量升高，加劇了活性氧物質對肝細胞的攻擊，進而產生氧化應激［20］。在溪紅點鮭上的研究發現，生物素缺乏提高了其肝臟中亞油酸(屬于多不飽和脂肪酸的一種)的含量［21］。本試驗中，在幼建鯉其他內臟器官上的研究發現，生物素缺乏導致后腎和心臟均出現不同程度的病理變化。

關于生物素缺乏對魚類肌肉組織病理變化的研究未見報道。本試驗發現，生物素缺乏導致幼建鯉的肌纖維萎縮、斷裂，肌橫紋消失，形成空洞。Shaw等［22］研究發現，生物素缺乏導致大鼠肌纖維萎縮，肌橫紋模糊。磷脂是參與魚類生物膜構成的必需物質，形成膜抗氧化的第1道防線。Poston等［21］研究發現，生物素缺乏影響溪紅點鮭體內磷脂的脂肪酸組成。由此推測，生物素缺乏會造成魚體內生物膜系統損傷，使細胞膜上蛋白質的空間構型發生改變，不能正常交換營養物質，進而導致肌肉細胞變性、壞死。

鰓是魚類的主要呼吸器官。研究表明，生物素缺乏可引起普通鯉魚的鰓葉上皮細胞肥大，鰓葉產生粘連［1］;虹鱒的鰓小片縮短、增厚，鰓葉上皮細胞肥大、增生［7］。本試驗中，生物素缺乏導致幼建鯉的鰓小片粘連，鰓絲裂解、脫落，這與在其他魚類上的報道一致。

圖1 幼建鯉生物素缺乏的病理組織學觀察Fig.1 Histopathological observation of juvenile Jian carp with biotin deficiency

4 結論

生物素缺乏可導致幼建鯉腸道、肝臟、后腎、心臟、肌肉和鰓絲出現不同程度的病理損傷。

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