不同質量濃度Cu2+對草魚腦、肝胰臟組織結構及肝胰臟中SOD活性的影響

任洪濤++林霖

摘要：在水溫（20±1） ℃下，采用靜水測試法研究養(yǎng)殖水體中不同質量濃度（0、0.093 75、0.187 5、0.375、0.75、15 mg/L）Cu2+對體質量10 g左右草魚（Ctenopharyngodon idellus）腦和肝胰臟的組織結構及肝胰臟中超氧化物歧化酶（SOD）活性的影響，試圖探討重金屬的毒性積累和毒性機制。結果表明，Cu2+對草魚的24、48、96 h半數(shù)致死濃度（LC50）分別為1.278、1.227、0.276 mg/L，由（48 h LC50×0.3）/（24 h LC50/48 h LC50）2和公式96 h LC50×0.1計算出安全質量濃度分別為0.361、0.011 9 mg/L。中毒初期草魚腦細胞輕微聚集，細胞核微增大；隨時間延長，腦異常加重，細胞聚集明顯，核增大幾乎充滿整個腦細胞；肝胰臟細胞膨大，離散，核縮小，胞漿輕微溢出，少數(shù)肝胰臟細胞胞漿溢出，殘留的核物質散亂分布，肝胰臟細胞凝固性壞死。隨著Cu2+濃度升高和時間延長，草魚肝臟中SOD活性降低。

關鍵詞：草魚；Cu2+；質量濃度；組織器官；SOD

中圖分類號：S943.112.91 文獻標志碼：A文章編號：1002-1302（2017）06-0162-03

魚類作為人類重要的優(yōu)質蛋白質來源被廣泛食用，但是隨著近年來工業(yè)的發(fā)展，大量的工業(yè)廢水以及魚類飼料中所含有的過量Cu2+流入水域中，使魚類的生存水環(huán)境受到了嚴重污染，同時也影響了魚類的品質。重金屬在食物鏈中具有富集作用，會隨著生物等級的升高而富集，當被人體食用后在人體的各個組織器官中累積，從而引發(fā)機體的慢性中毒，危害人體健康，甚至危及生命[1]。金屬銅是水生生物所必需的微量元素，對多種與生長發(fā)育相關的生物酶的組成和功能起著重要作用。適量的銅有利于維持水產(chǎn)動物內環(huán)境的穩(wěn)定和機體的平衡，在機體造血、生長繁殖、維持生產(chǎn)性能、提高機體免疫力等方面具有非常重要的作用[2]。但過量的銅能夠引發(fā)蛋白質、脂質以及DNA的損傷，特別是在高濃度時，則會引起神經(jīng)變性的失調[3]。草魚（Ctenopharyngodon idellus）作為我國淡水養(yǎng)殖四大家魚之一，也是主要的池塘養(yǎng)殖品種，養(yǎng)殖范圍與面積非常廣，草魚在全國各地的河流、湖泊、水庫中皆有分布。每年的草魚總產(chǎn)量居于所養(yǎng)水產(chǎn)養(yǎng)殖品種的前列，草魚肉質細嫩、個體大、肌間刺少；含有豐富的不飽和脂防酸，營養(yǎng)價值非常高；另外草魚的消化力強，生長快，適應能力強，具有極高的經(jīng)濟和研究價值。目前有關草魚的研究主要集中在營養(yǎng)價值、轉基因抗病、人工繁殖、疾病防治等方面，而對于養(yǎng)殖水環(huán)境重金屬污染對草魚毒性效應方面的研究較少。

養(yǎng)殖水環(huán)境中的Cu2+的毒性主要取決于在生物體內的吸收和積累，所以，研究在一定含量和時間下，Cu2+在草魚魚種組織中的吸收、積累的影響，有利于揭示重金屬離子的吸收、積累機制。因此，本試驗主要研究了養(yǎng)殖水體中不同濃度Cu2+對草魚腦和肝胰臟組織學及肝胰臟中超氧化物歧化酶活性的影響，為研究重金屬的毒性積累和毒性機制提供參考。

1材料與方法

1.1材料

試驗用草魚購自河南省洛陽市水產(chǎn)市場，暫養(yǎng)3 d后進行試驗。暫養(yǎng)期間24 h連續(xù)充氣，每天投喂市售商品s飼料1～2次，并及時清理殘餌及糞便等雜物。正式試驗前停食 1 d，選取體長8.0～10.0 cm、體質量約10 g、體質健壯、規(guī)格整齊的個體進行試驗。試驗在6 L水桶中進行。Cu2+由硫酸銅（CuSO4·5H2O，分析純，上海化學試劑總廠生產(chǎn)）配制。

1.2方法

試驗用水為曝氣24 h的自來水，水溫為（20±1） ℃，pH值為中性（7.0±0.5），試驗期間連續(xù)充氣。每水桶中加入1 L 藥液、10尾草魚，不投喂也不充氧。死亡標準為腹部朝上、失去游動能力、針刺無反應，死亡個體及時撈出。

1.2.1預試驗以10倍之差估計5個濃度，每個濃度用5尾魚苗，試驗處理24 h，分幾次進行，分別找出Cu2+的100%致死濃度與最小致死濃度，同時記錄不同濃度的各個組草魚魚苗的反應。

1.2.2正式試驗本試驗采用10 cm左右、體質量相近的草魚苗作為試驗對象，隨機分為6組，每組3個重復，每個組隨機分配10尾魚，放在形狀相同的塑料桶內試驗4 d。0組為對照組，只采用曝氣后的自來水進行飼養(yǎng)；其他1、2、3、4、5組及各重復依次采用的濃度為0.093 75、0.187 50、0.375 00、0750 00、1.500 00 mg/L，溶液的體積均為1 L。試驗過程中，記錄好試驗開始的時間，隨時觀察桶內魚苗的生活狀況，并記錄24、48、72、96 h各個試驗組死亡魚苗數(shù)，算出平均死亡率，用直線內插法求出半數(shù)致死量。安全濃度（SC）計算公式：SCⅠ=（48 h LC50×0.3）/（24 h LC50/48 h LC50）2；SCⅡ=96 h LC50×0.1。

及時撈出各濃度下死亡的草魚以及對照組的草魚，取出肝胰臟和腦組織，將一部分組織放入10%甲醛溶液中固定，用來制作組織切片；另一部分肝臟裝入1.5 mL EP管中并做好明確標記，置于-20 ℃冰箱中保存，最后采用試劑盒（南京建成生物工程研究所）的方法測定肝胰臟組織中超氧化物歧化酶（SOD）的活性。

1.3數(shù)據(jù)的統(tǒng)計與分析

試驗測得的所有數(shù)據(jù)均采用Excel進行整理；運用SPSS軟件中的One-Way ANOVA檢驗進行統(tǒng)計分析。

2結果與分析

2.1草魚Cu2+中毒的行為癥狀

草魚在試驗開始立即變得興奮，3 h后開始出現(xiàn)不良癥狀，約9 h后出現(xiàn)死魚。高濃度試驗組魚苗興奮性比低濃度組高，1 h后高濃度組試驗魚游動加快上下竄動，常浮出水面試圖跳出塑料桶，此時試驗藥液渾濁。低濃度組魚苗也出現(xiàn)相同癥狀，但約6 h后低濃度組逐漸恢復平靜，試驗藥液逐漸澄清，而高質量濃度組仍有試驗魚試圖跳出塑料桶，7 h后各質量濃度組魚苗恢復平靜，體表分泌1層白色絮狀黏液，游動減慢，反應較遲鈍。隨后高質量濃度組有魚出現(xiàn)身體失去平衡，有側游翻轉等現(xiàn)象，中毒魚不時掙扎直至死亡。死亡時，胸鰭展開口、鰓蓋張開，呈現(xiàn)呼吸困難狀態(tài)。將中毒后的死魚進行解剖，與對照組活魚比較，中毒魚體表黏液分泌增多，鰓絲腫脹，肝腫大、色澤變暗，膽囊腫大、膽汁充盈，腎臟充血，色澤變暗。魚苗的體表常伴有潰爛的斑點，死亡后魚體發(fā)白。