短期饑餓對鯽魚消化系統(tǒng)的影響

何靈杰，安慧敏，鐘霞芳，李文慧，李 潔

（甘肅農(nóng)業(yè)大學 動物科學技術(shù)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(yǎng)殖魚類[1]。

由于天然餌料缺乏，飼喂管理以及活魚轉(zhuǎn)運等多種原因，短期饑餓在漁業(yè)生產(chǎn)中會經(jīng)常出現(xiàn)，而饑餓不可避免地會對魚類的生長、發(fā)育甚至生存產(chǎn)生相應影響。有研究表明，魚類在食物缺乏時，消化系統(tǒng)最先受到影響，組織結(jié)構(gòu)發(fā)生一定的代償性改變以適應環(huán)境，它們通過調(diào)節(jié)體內(nèi)消化酶等的活性，利用體內(nèi)儲存的能量來維持生命活動[2-3]。魚類的血液相關(guān)生理生化指標是研究其營養(yǎng)生理最直接的指標，也是了解饑餓脅迫后魚類健康狀態(tài)、生理和營養(yǎng)水平等的重要參數(shù)[4-5]。通過開展鯽魚的短期饑餓脅迫試驗，并從消化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、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(yǎng)殖及運輸?shù)冗^程中的停食應激對鯽魚造成的影響提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 魚類暫養(yǎng)及分組處理

試驗用鯽魚2020年9月購于蘭州市安寧區(qū)桃海市場，初始體重為191±20.2 g。購回后的鯽魚在甘肅農(nóng)業(yè)大學水產(chǎn)校內(nèi)實訓基地養(yǎng)殖車間內(nèi)暫養(yǎng)一周后開始正式試驗。暫養(yǎng)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(shù)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(guī)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(tǒng)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(nèi)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(jié)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(jié)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(shù)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(guān)指標的影響

不同饑餓應激時間的鯽魚肌肉pH及血氣相關(guān)指標的測定結(jié)果見圖2。由圖2可知，試驗處理時間內(nèi)并未對鯽魚肌肉的pH產(chǎn)生顯著影響，但隨著饑餓應激時間的延長，血液的pH出現(xiàn)顯著升高現(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)顯著下降趨勢（P＜0.05）。在饑餓時間內(nèi)，鯽魚血液中葡萄糖含量出現(xiàn)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(fā)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(nèi)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(xiàn)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(jié)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(tài)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(tài)等的影響最大[6-7]。本研究發(fā)現(xiàn)，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(jié)分泌物減少，腸上皮細胞的微絨毛稀疏、斷裂。這些現(xiàn)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(yǎng)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(nèi)部器官結(jié)構(gòu)等特點，使其基礎(chǔ)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(xù)生命[4]。當魚類處于饑餓應激狀態(tài)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(wěn)定的水平。當魚類重新獲得食物時，這種動態(tài)的平衡會被打破，在新的能量供應基礎(chǔ)上形成新的動態(tài)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(fā)現(xiàn)的血糖并未表現(xiàn)出隨著饑餓時間的延長而發(fā)生較大變化相一致。此外，本試驗發(fā)現(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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(chǎn)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(jié)的變化等而面臨饑餓應激。它們通過調(diào)控代謝水平、能量分配和能源物質(zhì)的消耗而適應這種應激環(huán)境。消化酶的活性變化調(diào)整是魚類等水產(chǎn)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(fā)現(xiàn)饑餓使養(yǎng)殖鱸魚體內(nèi)各部位的蛋白酶活性均出現(xiàn)明顯下降。呂小康[10]在大黃魚的研究中發(fā)現(xiàn)，饑餓會導致大黃魚幼魚消化器官內(nèi)的脂肪酶、淀粉酶和蛋白酶的含量產(chǎn)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(fā)現(xiàn)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(diào)節(jié)腸道α-淀粉酶等活性，來達到代償性利用體內(nèi)的貯存物質(zhì)，從而維持生命體征基本穩(wěn)定的目的。脂肪酶能將魚類機體內(nèi)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(xiàn)顯著變化，可能與饑餓應激的總時間較短有關(guān)。