大麻哈幼魚與成魚體腎的組織結構及功能特性

李培倫， 魯萬橋， 劉 偉， 唐富江， 王繼隆

(中國水產科學研究院 黑龍江水產研究所/黑龍江省冷水性魚類種質資源及增養殖重點開放實驗室， 黑龍江 哈爾濱 150070)

0 引言

【研究意義】魚類腎臟的最前部為頭腎，而中部和后部合稱為體腎，其中頭腎是魚體內部重要的免疫器官和造血器官，而體腎是魚類的泌尿器官，具有排泄功能[1]。魚類腎臟是結構復雜和功能多樣的復合器官，不僅能夠維持魚體的水鹽平衡，對其進行滲透壓調節，還具有免疫、造血及排泄功能[2-3]。因此，研究魚類體腎的結構特征并揭示其與功能之間的關系，對魚類組織學、生理學及水生動物保護學具有重要意義。【前人研究進展】目前，已有通過組織學或組織化學方法研究安南龜(Annamensissannamensis)[4]、丁鱥(Tincatinca)[5]、雜交鱘(Amursturgeon)[6]和黃河鯉(Cyprinuscarpiohaematopterus)[7]等水產動物體腎組織及功能的報道，但不同物種間體腎的形態和組織微結構存在較大差異，其發育特點可一定程度上反應魚類物種的進化水平。大麻哈魚(Oncorhynchusketa)屬鮭形目(Salmoniformes)鮭科(Salmonidae)大麻哈魚屬(Oncorhynchus)，主要分布于北緯35°～73°、東經120°～123°的海洋及其出海口的淡水河流中，為典型的溯河生殖洄游型冷水性魚類[8]。目前，有關大麻哈魚的研究報道主要集中在生長特性[9-10]、鹽度脅迫[11-12]、生活史特征[13]和增殖放流效果評估[14-15]等方面。【研究切入點】目前，未見關于大麻哈幼魚和成魚體腎組織結構及功能特性的研究報道。為此，選擇大麻哈幼魚和2齡成魚，探究其體腎的組織結構及功能特性。【擬解決的關鍵問題】探明大麻哈幼魚與2齡成魚體腎的組織結構及功能特性，以期為大麻哈魚資源的保護與利用提供依據。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 大麻哈魚 大麻哈幼魚和2齡成魚，來源于中國水產科學研究院黑龍江水產研究所養殖車間，分別選取幼魚和成魚各5尾進行解剖取樣，其中幼魚叉長平均5.03 cm、體質量平均1.42 g；成魚叉長平均21.69 cm，體質量平均168.41 g。

1.1.2 試劑與儀器 MS-222麻醉劑，南京百慕達生物科技有限公司；二甲苯，青島騰岳海邦化工科技有限公司；SLEE切片機，德國SLEE公司；Carl Zeiss光學顯微鏡，德國蔡司(中國)有限公司。

1.2 方法

取樣前用麻醉劑麻醉魚體，將幼魚解剖取出內臟，并剪去頭部、尾部及背部肌肉后于波恩試液中固定24 h，成魚則取出體腎組織直接固定于波恩試液中24 h后分別置入75%酒精中保存。固定的體腎組織經75%～100%的梯度酒精脫水后，采用二甲苯透明、石蠟包埋、切片機切片(厚6 μm)后經二甲苯脫蠟后進行HE染色、梯度酒精脫水，二甲苯透明后中性樹膠封片保存。最后采用Carl Zeiss光學顯微鏡和SZSS2000顯微成像系統對組織進行觀察和拍照測量。

2 結果與分析

大麻哈魚的腎臟位于體腔背側，緊貼脊柱兩側，扁平長條狀，前端膨大，可分為頭腎和體腎2個部分，且頭腎與體腎是一個連續的整體，無明顯區分界限。組織學觀察顯示，大麻哈幼魚體腎由腎單位、擬淋巴組織和血竇組成(圖1-1)，而成魚體腎則由腎單位、擬淋巴組織和血管組成(圖1-5)。腎單位包括腎小體和腎小管，擬淋巴組織主要由淋巴細胞、粒細胞、血細胞和黑色素巨噬細胞等組成。腎小體是腎單位的起始部位，又是腎臟執行泌尿功能的基本單位，包括腎小球(毛細血管球)和腎小囊，其中腎小球是腎動脈的小分支從腎小體的血管極一端進入腎小囊后盤繞形成的球狀結構，而腎小囊位于腎小體外圍，由單層柱狀上皮組織構成。大麻哈魚腎小體數量較少且隨機分布在腎組織中，多為單個存在，偶見2個相鄰聚集，其中幼魚的腎小體直徑約29.34 μm，成魚腎小體直徑約48.46 μm，與幼魚相比，成魚腎小體尿極一側腎小球與腎小囊之間的空隙更大(圖1-2，6)。

注：1～4，大麻哈幼魚體腎橫切；5～8，大麻哈成魚體腎橫切；BK，體腎；RC，腎小體；NS，頸段；PI，第一近曲小管；PII，第二近曲小管；DS，遠端小管；CS，集合管；MM，黑色素巨噬細胞；U，尿道；MSC，黏液細胞；BS，血竇；BC，血細胞。

大麻哈魚的腎小管由單層上皮細胞構成，為一條曲狀的管道，可將其分為頸段、第一近曲小管、第二近曲小管、遠端小管和集合管，且每個管段之間無明顯的分界線。頸段連接腎小體的尿極一側，該段較短且管腔較小，細胞多呈立方狀或短柱狀，細胞核圓形且染成深藍色，細胞之間界限模糊，管腔內刷狀緣明顯(圖1-2，6)。大麻哈幼魚頸段的管徑和腔徑分別約16.89 μm和2.48 μm，而成魚頸段的管徑和腔徑分別約36.11 μm和6.58 μm。大麻哈幼魚第一近曲小管和第二近曲小管的細胞多呈棱柱狀，細胞核橢圓狀且多位于細胞的中部，細胞之間界限不清晰，胞質粉紅色，管腔內刷狀緣亦染成粉紅色導致腔徑界限模糊(圖1-3)；第一近曲小管的管徑較第二近曲小管大，分別約26.76 μm和18.55 μm。大麻哈成魚第一近曲小管和第二近曲小管的細胞多呈高柱狀，細胞之間界限較清晰，細胞核長橢圓形且染成藍紫色，刷狀緣明顯染成紅色(圖1-6)；第一近曲小管的管徑和腔徑分別約40.85 μm和6.34 μm，第二近曲小管的管徑和腔徑分別約32.58 μm和5.96 μm。大麻哈幼魚和成魚遠端小管內的細胞多呈柱狀，細胞核長橢圓形且染成深藍色，細胞間界限模糊，管腔內無明顯刷狀緣(圖1-4，6)，其中幼魚遠端小管的管徑和腔徑分別約18.86 μm和2.61 μm，成魚遠端小管的管徑和腔徑分別約35.77 μm和4.23 μm。大麻哈魚集合管上皮細胞為長柱狀，細胞之間邊界明顯，幼魚和成魚的細胞核分別呈長橢圓形和圓形，細胞核多位于管腔內側或中部，無刷狀緣(圖1-4，7)；幼魚集合管的管徑和腔徑分別約為31.38 μm和11.12 μm，成魚集合管的管徑和腔徑分別約為43.93 μm和18.16 μm。大麻哈幼魚體腎組織中觀察到輸尿管結構，其管徑和腔徑分別約為180.20 μm和75.61 μm，輸尿管內的黏膜層和環肌層明顯可見，其中黏膜層由單層長柱狀上皮細胞構成，厚度約16.05 μm，長柱狀上皮細胞之間夾雜少量黏液細胞(圖1-8)。

組織學觀察發現，大麻哈幼魚體腎組織中黑色素巨噬細胞數量較少，主要分布在擬淋巴組織和血竇中(圖1-3)，而成魚體腎組織中黑色素巨噬細胞數量較多，廣泛分布于擬淋巴組織中，此外，在腎小管單層上皮組織中亦有出現(圖1-7)。

3 討論

魚類的腎臟通常分為5種(A～E)類型[3]：A型，左右腎臟完全融合，頭腎和體腎區分不明顯；B型，腎臟的頭部和中部左右分開，后部融合；C型，腎臟的頭部分開，中部和后部融合；D型，腎臟的后部融合，頭部和中部無明顯區分；E型，腎臟頭部左右分開，中部和后部融合，且頭部和中部區分不明顯。大麻哈魚腎臟的頭腎和體腎相連接，二者之間無明顯區分界限，屬A型腎臟，與牙鲆(Paralichthysolivaceus)[16]和條斑星鰈(Veraspermoseri)[17]等魚類相似。大麻哈魚體腎實質中腎小體的分布亦呈明顯規律性，多為單個存在，偶見2個相鄰聚集，與西藏墨頭魚[2]和貝氏高原鰍(Trilophysableekeri)[18]等魚類相似。代金彩等[6,19-20]按體腎實質中腎小體直徑的大小，將硬骨魚類分為4種類型，其中淡水硬骨魚類為第一大類，其腎小球較大，直徑≥60 μm；海水硬骨魚類為第二大類，又可細分為3個小類型：Ⅰ型，腎小體數量較多，直徑為30～60 μm；Ⅱ型，腎小體數量較少，直徑為20～40 μm；Ⅲ型，具有腎小體，但其不發達或缺失。研究結果表明，大麻哈魚體腎實質中腎小體的數量較少，幼魚和成魚的腎小體直徑分別約29.34 μm和48.46 μm，故推斷大麻哈幼魚屬于海水硬骨魚類Ⅰ型，而成魚則介于Ⅰ型和Ⅱ型之間。

淡水硬骨魚類的腎小管一般可分為頸段、第一近曲小管、第二近曲小管、間段、遠端小管和集合管，但頸段和間段劃分存在爭議。如西藏墨頭魚[2]、白甲魚(Varicorhinussinus)[21]、班鱖(Sinipercascherzeri)[21]和瓦氏雅羅魚(Leuciscuswaleckii)[22]等的腎小管均無頸段和間段，而雜交鱘[6]、黃河鯉[7]和青魚(Mylopharyngodonpiceus)[23]等腎小管均有頸段和間段。林浩然[3]指出，除海水無腎小球魚類外，各種魚類均有頸段，間段管腔內具有微絨毛。研究結果表明，大麻哈魚腎小管有頸段，但未見具有微絨毛的間段結構，與南方鲇(Silurusmeridionalis)[20]體腎中發現頸段而無間段的研究結果相同。大麻哈魚第一近曲小管和第二近曲小管內刷狀緣豐富，可通過胞飲作用吸收顆粒物質，以提高重吸收功能，尤其對大分子物質的重吸收作用增強，與黃河鯉[7]和白甲魚[21]等的近曲小管結構功能類似。與大多數魚類相似，大麻哈魚遠端小管內無明顯的刷狀緣，其主要功能是參與Na+的主動重吸收，此外，對單價離子的保存和尿液的稀釋具有重要作用[3]。遠端小管匯合后，形成管徑較大的集合管，減緩尿液流速，增加Na+在腎小管的停留時間，以提高其重吸收的效率[24]。

大麻哈魚體腎的腎實質中，除具有腎單位外，還具有擬淋巴組織，包含血竇、淋巴細胞、粒細胞及黑色素巨噬細胞，而擬淋巴組織的多少及腎臟是否出現區域化分隔，可反映魚類的進化水平[7]。大麻哈魚體腎內擬淋巴組織所占比重與腎單位相近，且無明顯的區域劃分，說明其在硬骨魚類的進化中處于低等地位[21]。此外，大麻哈幼魚和成魚體腎中還存在一些黑色素巨噬細胞，尤其成魚體腎中的黑色素巨噬細胞數量較多，且能聚集成黑色素巨噬細胞中心。PRESS等[25-26]研究表明，黑色素巨噬細胞內含有棕黃色顆粒和少量淋巴細胞，不僅能夠參與免疫應答反應，還具有貯存血黃素和吞噬可溶性顆粒物質的功能。因此，推斷大麻哈魚體腎不僅具有排泄功能，亦能發揮少量免疫功能。

4 結論

大麻哈魚的腎臟屬A型腎臟，體腎的腎實質中，除有腎單位外，還有擬淋巴組織，包含血竇、淋巴細胞、粒細胞及黑色素巨噬細胞，其中腎小管有頸段，但未見具有微絨毛的間段結構；成魚體腎的黑色素巨噬細胞數量較多，不僅具有排泄功能，亦能發揮少量免疫功能。