溴氰菊酯對中華絨螯蟹的毒性作用和組織病理研究

張小俊，陸宏達，田全全，賈相相，任芳芳

上海海洋大學水產動物遺傳育種中心上海市協同創新中心，上海海洋大學國家水生動物病原庫，上海海洋大學水產科學國家級實驗教學示范中心，上海 201306

中華絨螯蟹(Eriocheirsinensis)俗稱河蟹，已在我國的江蘇、安徽和遼寧等地進行養殖，隨著河蟹養殖面積的不斷擴大和經濟效益的不斷提高，目前已成為我國蝦蟹類主要養殖品種之一，規模化養殖過程中常出現病毒性、細菌性和寄生蟲性等疾病[1]，有些疾病可使用化學類藥物等進行防治，但部分化學類藥物對水產動物具有高毒性，使用不當容易造成中毒死亡等一些不良后果[2]。溴氰菊酯(deltamethrin)又稱敵殺死，具有對哺乳動物和鳥類低毒但殺蟲活性強的特點，已成為農業和林業中廣譜性殺蟲劑[3]。其在水產養殖業上的使用較晚，可作為漁藥用于治療魚類指環蟲(Dactylogyrusspp.)、三代蟲(Gyrodactylusspp.)、錨頭鳋(Lernaeaspp.)和中華鳋(Sinergasilusspp.)等寄生蟲病[4-5],還可通過潑灑和浸泡清塘的方法殺滅池塘中的河蟹病原螺原體(Spiroplasmaeriocheiris)，達到防控疾病的目的[6-7]，在水產養殖業上逐漸得到普遍應用。近幾年出現的河蟹水癟子病，至今病因尚未確定，推測一些藥物的使用為其病因或病因之一，王元等[8]在有關河蟹水癟子病的報道中指出使用菊酯農藥清塘后，農藥易被土壤吸附長期殘留在池底土壤中，底棲生活的河蟹受到土壤釋放出的菊酯農藥長期作用，受到慢性毒性危害。觀察機體組織病理變化是衡量藥物毒性作用的方法之一[9]，但有關溴氰菊酯毒性作用引起河蟹的組織病理鮮有報道，至今為止只有溴氰菊酯對河蟹肝胰腺的組織病理的簡略報道[10]。本文通過毒性試驗，較為全面地研究了溴氰菊酯引起河蟹的中毒癥狀和其主要組織器官鰓、肝胰腺、心臟、腸、肌肉組織和神經團的病理損傷作用，對比較系統地掌握該藥對河蟹的毒性、組織病理變化特點和日后采取相應的措施減少對河蟹的損傷作用等方面具有重要的意義。

1 材料與方法(Materials and methods)

1.1 實驗河蟹和藥品

健康河蟹購于上海某河蟹養殖場，規格為體重(14.58±2.36) g，殼長(2.83±0.19) cm，暫養于室內水族箱中，飼養水體為經曝氣后的自來水，待河蟹適應環境并正常攝食后，挑選活力好、四肢健全的河蟹作為實驗河蟹。將原產于印度，購于常熟恒耀新材料有限公司的溴氰菊酯原藥(純度98%)，溶于丙酮配成母液，現用現配。

1.2 溴氰菊酯對河蟹的急性毒性實驗

根據預試驗結果，分別配制0.16、0.32、0.64、1.28、2.56、5.12和10.24 μg·L-1溴氰菊酯溶液進行急性毒性實驗，探討溴氰菊酯對河蟹的半致死濃度(median lethal concentrations, LC50)和安全濃度(safe concentrations, SC)，并設置與實驗組最高濃度組相同量的丙酮溶劑作為溶劑對照組和不加任何藥物作為空白對照組，各組河蟹20只，實驗在水體為30 L的60 cm×40 cm×30 cm塑料水族箱中進行，自然光照，持續充氣，維持水溫20～23 ℃，pH 7.2～7.6，每隔24 h各組分別替換與原實驗體積相同的水體，實驗時間為96 h，實驗期間不投食。分別在24 h、48 h、72 h、96 h時統計河蟹死亡數，判斷死亡方法為玻璃棒觸碰河蟹眼無任何反應，死亡河蟹及時撈出，并從試驗開始起對河蟹行為、中毒癥狀和死亡數進行觀察和記錄。

1.3 溴氰菊酯慢性毒性作用下河蟹的組織病理研究

根據急性毒性實驗結果，分別配制0.005、0.01、0.02、0.04、0.08、0.16和0.32 μg·L-1溴氰菊酯溶液進行慢性毒性實驗，探討溴氰菊酯對河蟹組織病理等的影響，并設置與慢性毒性實驗組最高濃度組相同量的丙酮溶劑作為溶劑對照組和不加任何藥物作為空白對照組，每組河蟹25只，每天定時投喂適量的河蟹顆粒飼料，每隔24 h各組分別替換與原實驗體積相同的水體，同時清除殘餌，其他實驗條件與急性毒性實驗相同。實驗第7、14、21天時，分別隨機采集各濃度組中5只河蟹，立即取鰓、肝胰腺、心臟、腸、肌肉組織和位于胸腔中央靠近胸甲處的神經團于波恩氏液中固定，24 h后用70%酒精沖洗并保存備用。經酒精梯度脫水，二甲苯透明，石蠟包埋，4～5 μm組織切片，蘇木精和伊紅(HE)染色，中性樹膠封片，在帶有NIS-Elements F 4.0軟件的Nikon Eclipse 55i顯微鏡下進行觀察和拍照。根據組織病理嚴重程度的觀察結果，將21 d實驗期內溴氰菊酯對河蟹組織器官造成的組織病理變化劃分為病變前期、中期和后期。實驗過程中出現的臨死河蟹進行相同的組織病理觀察。

1.4 數據處理

運用SPSS 19.0軟件對急性毒性實驗結果進行Probit回歸分析，以溴氰菊酯濃度對數為自變量x，以相應濃度下河蟹死亡百分率的概率值為因變量y建立擬回歸方程，分別計算出24 h、48 h、72 h和96 h LC50、95%置信區間和可決系數(R2)。采用公式SC = 96 h-LC50× 0.1[11]計算溴氰菊酯對河蟹的安全濃度。

2 結果(Results)

2.1 溴氰菊酯的毒性作用

2.1.1 急性毒性和慢性毒性作用

溴氰菊酯急性暴露引起河蟹累積死亡見表1，除0.16 μg·L-1組在72 h時才出現死亡外，其他各實驗組在24 h時起均出現不同程度的死亡，隨著溴氰菊酯濃度和實驗時間的增加，河蟹累積死亡數和累積死亡率均出現逐漸上升的趨勢，呈現正相關關系，丙酮對照組和空白對照組在實驗過程中均無河蟹死亡現象。

溴氰菊酯對河蟹的LC50和SC見表2，由概率單位法分別得到24 h、48 h、72 h和96 h時的y與x的擬回歸方程，它們的R2都在0.97以上，溴氰菊酯溴氰菊酯慢性毒性引起河蟹累積死亡見表3。0.04 μg·L-1以下濃度組、丙酮對照組和空白對照組在21 d的實驗過程中均沒有出現河蟹死亡現象，0.08 μg·L-1組只在實驗的第14天時出現1只河蟹死亡，0.16 μg·L-1組和0.32 μg·L-1組在第7、14和21天時均有河蟹死亡，最高累積死亡率達36%。

表1 溴氰菊酯急性毒性作用下的河蟹累積死亡數和死亡率Table 1 Cumulative death and mortality of crab under the acute exposure of deltamethrin

表2 溴氰菊酯對河蟹的半致死濃度和安全濃度Table 2 The median lethal concentrations (LC50) and safe concentrations (SC) of deltamethrin on crab

濃度對數與死亡率概率單位之間高度相關，溴氰菊酯對河蟹的24 h、48 h、72 h和96 h LC50分別為2.127 μg·L-1、1.380 μg·L-1、1.153 μg·L-1和0.905 μg·L-1，它們分別分布在各自的95%置信區間，對河蟹的SC為0.0905 μg·L-1。

2.1.2 急性和慢性中毒癥狀

急性毒性試驗中的河蟹中毒癥狀主要表現為：開始時河蟹出現不安的狀態，爬動加快，有沿水族箱側壁向上爬動等避開藥浴水體的行為，隨著藥浴時間的延長，部分河蟹四處亂竄，河蟹步足出現微顫現象，進一步發展河蟹出現反應遲鈍，爬動能力下降，步足逐漸僵硬僵直，互相團抱等現象(圖1-1)，臨死時所有的步足撐起而靜止不動(圖1-2)，只有眼能微動，死亡河蟹腹臍略張開，用玻璃棒觸碰眼無反應。急性毒性試驗中0.16 μg·L-1至10.24 μg·L-1各組河蟹都會出現這些不同程度的癥狀，只是出現相同癥狀的時間有差異，溴氰菊酯濃度越高，河蟹出現相同癥狀和死亡越早，同一濃度組中河蟹的死亡時間有一定的差異。最早出現死亡河蟹是在用藥后80 min時的10.24 μg·L-1濃度組。

表3 溴氰菊酯慢性毒性作用下的河蟹累積死亡數和死亡率Table 3 Cumulative death and mortality of crab under the chronic exposure of deltamethrin

慢性毒性試驗過程中，0.005 μg·L-1組河蟹在整個試驗過程中無明顯的癥狀表現，0.01～0.08 μg·L-1各組只出現爬動異常，有避開藥浴水體行為等一些輕微中毒癥狀。0.16 μg·L-1、0.32 μg·L-1兩組中毒癥狀與急性中毒癥狀相似，少數河蟹出現死亡現象，0.08 μg·L-1、0.16 μg·L-1和0.32 μg·L-1組分別于20 d、13 d、11 d時出現部分河蟹不攝食現象。無論急性毒性試驗還是慢性毒性試驗，丙酮和空白對照組的河蟹在實驗過程中均無異常現象。

2.2 溴氰菊酯對河蟹各組織的病理損傷

經對慢性毒性試驗不同濃度組和不同時間點的河蟹各組織器官的組織病理觀察，將出現組織病理變化的組織劃分為病變前期、中期和后期。

2.2.1 鰓組織病理變化

河蟹每條鰓由鰓軸和向兩邊發出的層層鰓葉組成，鰓葉最外側是角質層，內側是單層上皮細胞，與柱狀細胞一起形成血淋巴液循環的鰓腔[12-13]。

鰓病變前期：部分鰓小葉出現腫大，鰓腔膨大，部分區域厚度是健康鰓小葉1倍以上，出現許多從鰓腔中滲出的嗜伊紅性滲出物，鰓小葉不同區域滲出物的滲出量不同，分布在鰓小葉之間(圖1-3)。病變中期：鰓小葉間滲出物在有些區域進一步增加，腫大的鰓開始出現萎縮現象，鰓腔縮小，鰓小葉厚度小于正常的鰓小葉，但鰓小葉鰓腔兩側的扁平上皮細胞層還沒有完全閉合，少量鰓腔內出現嗜伊紅性的濃染物質，這些區域扁平上皮細胞及柱狀細胞細胞核輕微固縮(圖1-4)。病變后期：鰓腔進一步縮小，部分鰓小葉鰓腔兩側的扁平上皮細胞閉合在一起，鰓小葉的鰓腔消失，較為嚴重的區域大部分鰓腔閉合，已失去鰓小葉的鰓腔結構，這些區域扁平上皮細胞及柱狀細胞的細胞核出現濃染固縮等細胞壞死現象，沒有閉合的鰓腔內出現嗜伊紅性的濃染物質(圖1-5)。實驗7 d時，0.005 μg·L-1組鰓組織未發生明顯病理變化；從0.01 μg·L-1組起鰓出現前期的病理變化，0.01 μg·L-1組只有少量的鰓小葉出現腫大，0.04 μg·L-1組腫大更為嚴重，鰓小葉之間出現更多的滲出物；0.08 μg·L-1及以上各組均出現中期病理變化，0.08 μg·L-1組部分鰓腔開始出現萎縮，0.32 μg·L-1組更多的鰓腔萎縮并出現嗜伊紅物質，但鰓腔尚未出現閉合。14 d時，0.02 μg·L-1及以下各組鰓處于前期的病理變化，鰓腔不同程度地出現腫大現象；從0.04 μg·L-1組至0.16 μg·L-1組鰓出現中期的病理變化，鰓小葉出現萎縮，其中0.08 μg·L-1組鰓腔出現少量嗜伊紅物質；0.32 μg·L-1組處于后期的病理變化，部分鰓腔兩側上皮細胞閉合在一起，鰓腔消失。21 d時，0.005 μg·L-1濃度組的鰓小葉處于病變前期，多數鰓小葉鰓腔腫大；0.01 μg·L-1至0.04 μg·L-1各組鰓小葉處于病變中期，鰓小葉鰓腔萎縮程度進一步加大，且鰓腔出現少量強嗜伊紅性物質；0.08 μg·L-1及以上各組鰓出現后期的病理變化，但鰓小葉鰓腔萎縮閉合的區域面積不同，濃度越高閉合的區域越大，出現更多的壞死細胞，尚未完全閉合的鰓腔內出現嗜伊紅性物質。臨死的河蟹鰓病變程度都處于病變后期。

圖1 河蟹中毒癥狀以及鰓和肝胰腺組織病理注：1. 中毒河蟹相互抱團在一起；2. 中毒河蟹步足僵直撐起；3. 病變前期，鰓腔膨大()，鰓小葉之間出現滲出物()，HE；4. 病變中期， 鰓腔萎縮()，腔內出現嗜伊紅濃染物質()，滲出物增多()，HE；5. 病變后期，大部分鰓腔完全閉合()，核固縮()和未閉合的鰓腔中出現嗜伊紅濃染物質()，HE；6. 病變前期，部分肝胰腺管中肝胰腺細胞出現空泡()，肝胰腺管腔內出現較多的分泌物()，HE；7. 病變中期，部分肝胰腺管中個別肝胰腺細胞開始出現壞死()，管腔內分泌物進一步增加()，HE；8. 病變后期，部分肝胰腺管中較多肝胰腺細胞壞死崩解()，但基膜尚完整()，HE；9. 病變后期，部分肝胰腺管中全部肝胰腺細胞壞死崩解，成一片無細胞結構的物質()，基膜崩解消失()，HE。Fig. 1 Poisoning symptoms and histopathology of gill and hepatopancreasNote: 1.Poisoning crabs gathered together; 2. Pereiopods of crab were spastic; 3. In the early lesion, enlarged gill cavities (), exudation () between secondary lamellae, HE; 4. In the middle lesion, gill cavities atrophied () and eosinophilic materials (), increased excretions (), HE; 5. In the late lesion, gill cavities were completely closed (), karyopyknosis () and eosinophilic materials () in the unclosed gill cavities, HE. 6. In the early lesion, hepatopancreatic cells appeared vacuoles (), and more excretions appeared in hepatopancreatic ducts (), HE; 7. In the middle lesion, necrotic hepatopancreatic cells (), increased excretions in ducts (), HE; 8. In the late lesion, more necrotic hepatopancreatic cells (), intact basement membrane (), HE; 9. In the late lesion, all hepatopancreatic cells were necrosed to be unstructured materials (), and the basement membrane disintegrated and disappeared (), HE.

2.2.2 肝胰腺組織病理變化

肝胰腺由大量排列緊密的肝胰腺管和少量管間的結締組織組成，肝胰腺管外緊貼著一層基膜，膜內有纖維細胞，核橢圓形或圓形，1～2個核仁；管內有4種肝細胞組成，分別是胚細胞(E細胞)、泡狀細胞(B細胞)、纖維細胞(F細胞)和吸收細胞(R細胞)[13]。

圖2 心臟和腸組織病理注：1. 病變前期，心臟出現水腫，心肌纖維之間間隙增大()，但心肌纖維橫紋清晰()，HE；2. 病變中期，部分心肌纖維橫紋模糊()， 逐漸消失，核輕微固縮()，HE；3. 病變后期，局部壞死的心肌纖維消失成一片無結構物質，呈強嗜伊紅性()，核固縮()，HE； 4. 病變前期，腸黏膜層部分柱狀上皮細胞出現空泡變性()，HE；5. 病變中期，少量柱狀上皮細胞細胞膜破裂消失()， 開始出現壞死現象，HE；6. 病變后期，較多上皮細胞壞死崩解成一片無結構物質()，與殘存的細胞核()一起脫落入腸腔，HE。Fig. 2 Histopathology of heart and intestineNote: 1.In the early lesion, heart appeared edema, the gaps between the myocardial fibers increased (), but the transverse lines of the myocardial fibers were clear (), HE; 2. In the middle lesion, some of the myocardial fibers were blurred (), and gradually disappeared, slight karyopyknosis (), HE; 3. In the late lesion, necrotic myocardial fibers became into an unstructured, strongly eosinophilic materials (), karyopyknosis (), HE; 4. In the early lesion, some epithelial cells in the intestinal mucosa showed vacuolar degeneration (), HE; 5. In the middle lesion, membrane of a small amount of necrotic epithelial cells disappeared (), HE; 6. In the late lesion, more necrotic epithelial cells becoming unstructured materials () with the remaining nuclei () that fell into the intestinal duct, HE.

病變前期：部分肝胰腺管中肝胰腺細胞出現不同程度的空泡變性，變性嚴重的細胞空泡數量和體積都有所增加，肝胰腺管的管腔內分泌物增多(圖1-6)。病變中期：部分區域肝胰腺管中的少量肝胰腺細胞出現壞死崩解，壞死的肝胰腺細胞和細胞核脫離基膜，失去應有的細胞結構，肝胰腺管管腔內分泌物進一步增多(圖1-7)。病變后期：部分區域肝胰腺管中的肝胰腺細胞壞死進一步加劇，較多的肝胰腺細胞出現壞死崩解現象，但肝胰腺管的基膜還存在，基膜不呈現鋸齒狀的皺縮現象(圖1-8)，少量嚴重病變的肝胰腺管，所有肝胰腺細胞全部崩解壞死，細胞核也崩解消失，成一片無細胞結構的物質，肝胰腺管的基膜崩解消失(圖1-9)。實驗7 d時，0.005 μg·L-1組肝胰腺組織和健康對照組無差異；0.01 μg·L-1及以上各組均為病變前期，0.01 μg·L-1組少數肝胰腺細胞開始出現空泡變性，隨著濃度的增加，空泡增大，數量增多，呈現進一步加劇現象。14 d時，0.005 μg·L-1及以上各組均為中期，少數肝胰腺管內的個別肝胰腺細胞出現崩解壞死現象。21 d時，0.005 μg·L-1組至0.04 μg·L-1組為中期，濃度越高的組，相對病變程度略有加劇；0.08 μg·L-1及以上各組均為后期，隨著濃度增加，部分肝胰腺管中壞死崩解的肝胰腺細胞增多，部分病變嚴重的肝胰腺管中肝胰腺細胞全部壞死崩解，基膜也出現崩解消失現象。臨死河蟹的肝胰腺病變程度都處于病變后期。

2.2.3 心臟組織病理變化

心臟分為心外膜、心內膜和心肌層三層結構，心外膜和心內膜主要由結締組織構成，而較厚的心肌層有結締組織和大量的心肌纖維，心肌纖維有分支，整齊而松散地排列，為橫紋肌，其核橢圓形，位于肌膜邊緣[13]。

病變前期：心臟部分區域出現水腫現象，心肌纖維之間間隙增大，但這些水腫部位的心肌纖維橫紋清晰，心肌纖維和核無異常現象(圖2-1)。病變中期：水腫區域部分心肌纖維橫紋逐漸模糊不清，但尚未消失，細胞核有輕微的固縮現象(圖2-2)。病變后期：病變進一步發展，部分心肌纖維橫紋消失，心肌纖維出現壞死現象，壞死的心肌纖維呈強嗜伊紅性，成一片無結構物質，細胞核固縮(圖2-3)。實驗7 d時，0.005～0.08 μg·L-1各組心臟組織無病理變化；0.16 μg·L-1以上的濃度組心臟處于前期的病理變化，局部心肌纖維出現水腫現象。14 d時，0.005 μg·L-1及以上各組為前期病理變化，濃度越高,水腫現象越嚴重，但橫紋仍清晰。21 d時，0.04 μg·L-1及以下各組為前期病理變化，0.08 μg·L-1組和0.16 μg·L-1組表現為病變中期，部分心肌纖維橫紋模糊不清；0.32 μg·L-1濃度組和臨死的河蟹心臟病變均為后期病理變化，部分心肌纖維出現橫紋消失和壞死。

2.2.4 腸組織病理變化

河蟹腸結構從內到外由黏膜層、黏膜下層、肌層和外膜四部分組成，單層柱狀上皮細胞構成黏膜層，胞核位于基部，黏膜下層和肌層不發達，較薄，外膜為漿膜，由疏松結締組織構成[14]。

腸病理變化主要發生在腸的黏膜層，病變前期：部分腸黏膜層柱狀上皮細胞出現空泡變性現象(圖2-4)。病變中期：黏膜層少數上皮細胞細胞膜破裂崩解，出現壞死現象(圖2-5)。病變后期：黏膜層上皮細胞壞死程度進一步加劇，較多上皮細胞出現壞死，壞死崩解的細胞脫落進入腸腔(圖2-6)。實驗7 d時，0.005～0.32 μg·L-1各組的腸組織未發生病理變化。14 d時，0.08 μg·L-1以下濃度各組未出現病變；0.16 μg·L-1組和0.32 μg·L-1組腸處于病變前期，黏膜層上皮細胞出現空泡變性。21 d時，0.005 μg·L-1至0.02 μg·L-1各組未見明顯病理性變化；0.04 μg·L-1組出現空泡變性的病變前期；0.08 μg·L-1和0.16 μg·L-1組為中期病變，少數上皮細胞出現壞死；0.32 μg·L-1組和臨死河蟹的腸均為后期病變，較多的黏膜層上皮細胞出現壞死崩解脫落入腸腔。

2.2.5 肌肉和神經團

不同溴氰菊酯濃度下河蟹的肌肉和神經團均未發生組織病理變化，肌肉組織中的肌纖維橫紋清晰，無變性和壞死病理現象，神經團中的神經細胞結構完整，胞漿中尼氏小體未出現異常。

3 討論(Discussion)

3.1 溴氰菊酯對養殖水生經濟動物的急性毒性

養殖的水生經濟動物包括高等的脊椎動物魚類和低等的無脊椎動物蝦蟹類，溴氰菊酯對不同種類水生經濟動物毒性存在很大的差異，溴氰菊酯對脊椎動物魚類鯽魚(Carassiusauratus)的96 h-LC50為15.00 μg·L-1 [15]、羅非魚(Oreochromisniloticus)為14.50 μg·L-1 [16]、花鰻鱺(Anguillamarmorata)為7.67 μg·L-1 [17]、淡水鯰魚(Clariasgariepinus)為4.00 μg·L-1 [18]和鏡鯉(Cyprinuscarpio)為1.65 μg·L-1 [19]，而對無脊椎動物甲殼類遠海梭子蟹(Portunuspelagicus)為0.11 μg·L-1、日本囊對蝦(Marsupenaeusjaponicus)0.143 μg·L-1 [20]、克氏原螯蝦(Procambarusclarkii)為0.0562 μg·L-1 [21]，本實驗溴氰菊酯對河蟹的96 h-LC50為0.905 μg·L-1，根據農藥對魚類的毒性分級：LC50≤0.1 mg·L-1為劇毒、0.110.0 mg·L-1為低毒[22]，溴氰菊酯對水生經濟動物魚類和蝦蟹類均為劇毒，但對蝦蟹類毒性遠高于對魚類的毒性。對同種水生經濟動物的毒性強弱，動物大小是主要因素之一，溴氰菊酯對平均體重66.6 g和8.21 g的草魚的96 h-LC50分別為4.26 μg·L-1和2.16 μg·L-1 [23]，對平均體重4.1 g的虹鱒(Oncorhynchusmykiss)的96 h-LC50為20 μg·L-1 [24]和體重1.9～2.5 g的虹鱒的96 h-LC50為0.6961 μg·L-1 [25]。耿雪冰等[26]對河蟹的急性毒性報道中，由于應用的安全濃度計算公式等有誤，數據不可靠。此外，目前只有對平均體重114.04 g的河蟹的96 h-LC50為1.3195 μg·L-1的報道[10]，本實驗平均體重14.04 g的河蟹的96 h-LC50為0.905 μg·L-1，毒性較文獻報道的大。因此，溴氰菊酯對同種水生經濟動物的毒性表現為個體越小毒性越大，毒性與同種水生經濟動物大小成反比關系。

3.2 溴氰菊酯對河蟹的組織損傷

溴氰菊酯對河蟹的組織損傷主要表現在鰓、肝胰腺、心臟和腸等組織器官，而對肌肉和神經團沒有組織損傷的病理變化現象。組織病理變化是個動態的過程，為了更好地反映損傷程度，根據組織器官的損傷嚴重程度，分別將出現病理變化的組織器官劃分為病變初期、中期和后期，但同一溴氰菊酯濃度組中河蟹病理變化不是完全同步的，其組織器官會出現相鄰病變時期的組織病理，相同病變時期內也會存在病變面積等不同的損傷程度。在溴氰菊酯藥浴第7天，除無病理變化的溴氰菊酯濃度組外，其他所有溴氰菊酯濃度組的組織病理變化主要是水腫或空泡變性，這些病理變化是可逆的病理過程[27]，此時消除溴氰菊酯的藥浴作用后，河蟹可以從這樣的輕度毒性作用中完全恢復。最早出現壞死的不可逆病理變化是在第14天的0.005 μg·L-1組，肝胰腺細胞壞死，即使此時消除溴氰菊酯的藥浴作用，河蟹壞死組織已不能恢復，隨著溴氰菊酯藥浴濃度和時間的增加，壞死的組織器官增多，壞死細胞數量增加，影響組織器官的功能，最終可導致河蟹死亡。

擬除蟲菊酯類具有高親脂性，魚鰓對其具有高吸收率，對魚的毒性作用較為強烈[28]，溴氰菊酯屬于擬除蟲菊酯類，具有類似的特性，溴氰菊酯對食蚊魚(Gambusiaaffinis)鰓的毒性作用主要為引起鰓小片上皮細胞肥大、增生和鰓小片融合，進一步發展造成壞死，鰓毛細血管擴張成動脈瘤的病理變化[29]。由于河蟹鰓與魚鰓組織結構等方面不完全相同，溴氰菊酯對河蟹鰓的組織病理存在一定的差異性，河蟹鰓病理變化主要表現為鰓腫大，鰓腔增大，出現大量分泌物后鰓腔萎縮至閉合，上皮細胞壞死。在水環境生活的河蟹，其鰓是水體中外源物的第一靶器官，水體中的溴氰菊酯藥物最先接觸到的是鰓組織，甲殼類鰓功能之一是進行離子運輸調節維持體內滲透壓穩定，由鰓表面的上皮組織完成[30]，在溴氰菊酯的作用下，河蟹鰓失去調節維持滲透壓應有的功能，鰓腔外的水分進入鰓腔，而出現鰓腫大，鰓腔膨大，隨著溴氰菊酯濃度和作用時間的增加，上皮細胞進一步受損，鰓腔內的物質滲出，滲出物逐漸增多，使得鰓腔逐漸縮小，腔中物質濃縮而逐漸呈現強嗜伊紅性，上皮細胞壞死的病理變化。鰓另一個主要功能是呼吸作用，水流通過鰓小葉上皮細胞進行氧氣的交換，河蟹鰓水腫和分泌物增多等輕度病理變化可影響鰓的呼吸，鰓腔閉合和上皮細胞壞死等重度病理變化可導致鰓無法呼吸危及生命。

相對其他擬除蟲菊酯類，溴氰菊酯由于在魚體內不能完全代謝而不能快速解毒，會在魚體內殘留，尤其在脂肪組織中最易積累和殘留，因此它對魚類是高毒性的[31]，河蟹肝胰腺由密集排列的肝胰腺管構成，肝胰腺管由單層肝胰腺細胞組成，河蟹肝胰腺是脂類儲存器官[32]，本實驗的溴氰菊酯同樣可在河蟹肝胰腺細胞中積累和殘留，最終超出其自身機體的保護和解毒能力，從而對肝胰腺細胞產生毒性作用，在溴氰菊酯不同藥浴時間和不同濃度作用下，河蟹肝胰腺產生不同程度的病理變化，影響肝胰腺的營養調控等其他代謝功能。溴氰菊酯對食蚊魚肝臟影響主要為肝細胞肥大，核固縮、脂肪變性，局部壞死的組織病理變化[29]，由于魚肝臟與河蟹肝胰腺在組織結構上的差別，出現的病理變化也存在差異。

溴氰菊酯通過影響心臟的Na+通道，使虹鱒魚心臟心力衰竭和心律不齊，對心臟產生毒性作用[33]，溴氰菊酯作用下河蟹心臟的心肌纖維出現水腫到心肌纖維橫紋模糊，最后出現部分心肌纖維橫紋消失和壞死，這些不同程度的組織病理變化，可使其心臟心力衰竭，影響河蟹心律調節等功能，可導致河蟹血淋巴液循環障礙。

在21 d的整個實驗過程中，一定量的溴氰菊酯可通過河蟹口和胃進入腸道，對河蟹腸道產生損傷作用，病理變化主要出現在由單層柱狀上皮細胞組成的黏膜層，上皮細胞出現空泡變性，到少量上皮細胞壞死和較多壞死細胞脫落進入腸腔的過程，這些病理變化與溴氰菊酯引起食蚊魚腸道的組織病理變化有差別，溴氰菊酯藥浴后食蚊魚腸道主要表現為單核白細胞和嗜酸性粒細胞的浸潤，在0.50 μg·L-1溴氰菊酯濃度下藥浴30 d時食蚊魚腸黏膜層才出現上皮細胞壞死現象[29]。河蟹腸的損傷影響其對食物攝入、消化和吸收，這與0.08、0.16、0.32 μg·L-1各濃度組的河蟹在毒性實驗過程中出現不攝食的癥狀相吻合。

近幾年，江蘇興化等周邊地區養殖的河蟹大面積暴發了水癟子病，河蟹水癟子病的組織病理變化[13]與本實驗溴氰菊酯引起的河蟹組織病理變化有較大的區別。首先除心臟病變相似外，兩者肝胰腺和鰓組織病理變化不同，水癟子病的肝胰腺以肝胰腺管萎縮和肝胰腺細胞壞死后肝胰腺管基膜出現皺縮呈波浪狀為主的病理變化，尤其到疾病后期肝胰腺萎縮和壞死，肝胰腺細胞大量減少，而溴氰菊酯作用下只有少量肝胰腺管壞死，壞死的肝胰腺管無基膜皺縮現象，水癟子病的河蟹鰓無明顯的滲出現象，溴氰菊酯作用下河蟹鰓出現大量滲出物并逐漸增多。其次水癟子病河蟹肌肉組織有嚴重壞死的病理變化，無腸的病變，而溴氰菊酯作用下的河蟹相反，無肌肉組織的病變，而腸出現腸黏膜層上皮細胞從變性到壞死的現象。因此水癟子病的組織病理與溴氰菊酯引起的組織病理有很大不同，具有各自的特點，從組織病理學的角度推測水癟子病的病因與溴氰菊酯不相關或不完全相關，但水癟子病病程較長，一般有2～3個月以上[34]，而本試驗中溴氰菊酯引起的組織病理變化是藥物作用21 d的實驗結果，更長時間的藥物作用是否會出現與水癟子病相同的病理變化，有待于進一步的研究證實。