岳晓慧,路纪琪,王振龙,冯军基,童 川,刘忠虎
(1.河南农业大学牧医工程学院,郑州 450002;2.郑州大学生物工程系,郑州 450001)
研究报告
棕色田鼠胃的形态与组织学观察
岳晓慧1,路纪琪2,王振龙2,冯军基1,童 川1,刘忠虎1
(1.河南农业大学牧医工程学院,郑州 450002;2.郑州大学生物工程系,郑州 450001)
目的研究棕色田鼠胃的适应性特征。方法采用大体解剖、组织学和扫描电镜研究方法,观察棕色田鼠胃部形态学结构特征。结果根据形态特征棕色田鼠胃部可明显的分为2个胃室,根据有无腺体分布可分为有腺区和无腺区,第一胃室及第二胃室的大部分区为无腺区,胃的无腺区表面为角质化复层扁平上皮;有腺区上皮为单层柱状上皮;第一胃室与第二胃室交界处存在有19~21个特殊的瓣膜结构。结论棕色田鼠胃的形态发生了明显的适应性变化特征,出现了两个胃室,胃室之间首次发现有瓣膜结构存在。
棕色田鼠;胃;形态学;组织学
棕色田鼠(Lasiopodomys mandarinus,Milne-Edwards,1871)隶属于哺乳纲(Mammalia)啮齿目(Rodentia)仓 鼠 科 (Cricetidae)田 鼠 亚 科(Microtinae)。棕色田鼠是草食性小型啮齿动物,主要营地下穴居生活,对农林生产危害较严重。棕色田鼠的生态学特点、遗传学特征、形态学特征、生理特征等已有研究[1-15]。胃是动物消化系统的重要构成部分,与动物的食性、食物消化、营养吸收等密切相关。棕色田鼠有摄食田间杂草的特性[15],此特性是否与胃的形态结构有关?本研究对棕色田鼠胃进行了组织形态学研究,旨在了解棕色田鼠生活史中消化道的适应特征,为进一步开展其超微结构水平研究奠定基础,从而为探讨其消化机理,为鼠害控制提供有价值的理论依据。
1.1 实验动物
棕色田鼠活捕于河南省新郑市农田,随机选取10只个体(雌雄不限)用于本研究。
1.2 研究方法
1.2.1 常规解剖观察和光镜标本制备:将捕获的棕色田鼠暂养1 d后进行常规解剖。首先观察棕色田鼠胃的自然位置及形态,然后取出用生理盐水冲洗,并沿其胃后缘纵剖暴露其内侧壁结构,在JNOEC JSZ4连续变倍体视显微镜下观察,并对胃瓣膜进 行 计 数 和 显 微 测 量,然 后 用 Nikon COOLPIX4500数码相机对其背侧、腹侧面和内壁进行拍照,背侧面拍照前以生理盐水替代胃内容物。光镜观察标本用Bioun’s液固定24 h,然后经修整、冲洗、系列酒精脱水、二甲苯透明、石蜡包埋,制成连续切片(厚7 μm)。用H.E染色、中性树胶封片。置显微镜下观察胃各部的组织结构,选取结构清晰的切面,用Nikon ECLIPSE E200型显微镜观察并显微摄影。
1.2.2 电镜标本制备:分别取第一胃室无腺区和第二胃室有腺区组织(约0.5 cm ×0.5 cm)投入2%多聚甲醛2.5% 戊二醛混合固定液中,于4℃ 下固定4 h,0.1 mol/L PBS漂洗30 min×3次,梯度酒精脱水后,碳胶带固定样品,HITACHI E-1010型ION SPUTTER(日立公司,日本)喷金,最后置于HITACHI S-3400N扫描电镜下观察并显微摄影。
2.1 胃的形态特征
胃是消化道中最膨大部分,胃的大小、形态可随充盈程度的变化而改变。棕色田鼠的胃可分为2个胃室(图1-a),第一胃室与食管相连,容积较大,其与食管相连部分为贲门部。将第一胃室内容物排空并充以生理盐水,可观察到其胃壁较薄(图1-b ),无腺体分布。第二胃室与十二指肠相连,容积较小,其与十二指肠相连部分为幽门部。在图1-b第二胃室紧邻胃后缘的背侧和腹侧区胃壁较厚,且有胃腺分布,第二胃室其余部分没有胃腺分布。第一胃室与第二胃室间有明显的缢缩(图1-a),形成两个胃室间峡部将两个胃室分开。
棕色田鼠胃的峡部内缘观察发现存在着特殊的瓣膜结构,这些瓣膜有19~21个,沿着峡部内缘环形分布,单个瓣膜外形呈锥形,锥高1301±337 μm(n=10),底边宽336±48 μm(n=10),有的瓣膜底部相连(图1-c)。
2.2 胃的组织学结构
根据胃壁内是否有胃腺的分布,可将棕色田鼠的胃分为无腺区和有腺区,第一胃室全部及第二胃室前缘(相当于人胃小弯部分)属无腺区,第二胃室后缘(相当于胃大弯)处属有腺区(图1-b)。无腺区黏膜上皮为典型的角质化复层扁平上皮结构,表面呈中度到高度纤维状角质化,H.E染色呈红色(图2-a),底层细胞呈立方形或矮柱状,细胞核位于细胞中央。在胃呈皱缩状态时,黏膜下层和黏膜层向胃腔凸起形成非常明显的皱襞(2-a)。有腺区有大量排列紧密的胃腺,胃腺为单管腺,开口于胃小凹,切面中明显可见两种主要的胃腺细胞:主细胞和壁细胞。壁细胞主要分布在胃腺颈部和体部,胞体较大,且数量较多(2-b),胞质嗜酸性,在HE染色切片上被染成红色,其主要功能是合成和分泌盐酸。主细胞多分布在胃腺体部和底部,胞体呈圆柱状,胞核圆形,胞质为嗜碱性,细胞顶部胞质内有许多酶原颗粒,但在一般切片中已被破坏,故细胞上部呈空泡样。主细胞主要分泌胃蛋白酶原。黏膜肌层较薄不明显;黏膜下层为疏松结缔组织;肌层较厚,收缩时有利于胃腺分泌物和食糜的充分混合,有促进消化作用;外膜为脏腹膜,属浆膜。在过幽门部的切面(2-c)中可以看到,幽门腺位于胃的后缘由胃壁褶皱形成的沟内,幽门腺也呈单管状,相对较不发达。观察过峡部瓣膜的切面(2-d)可以发现,瓣膜呈薄膜状,中轴为结缔组织,外覆以角质化的复层扁平上皮。
SEM观察表明,无腺部的黏膜表面形成褶皱(图3-a),黏膜上皮表面形成微型褶(脊),表面粗糙(图3-b);有腺部黏膜表面形成蜂窝状结构,胃腺开口处即胃小凹处呈现菊花瓣状突起聚拢在一个小凹内,表面有许多颗粒状突起(图3-c)。
胃是动物暂时贮存食物和对食物进行初步消化及吸收的部位,其大小与很多因素有关,如温度、食物质量和繁殖状态等。较大的胃意味着能一次摄入较多食物,从而缩短觅食时间[16,17]。成年棕色田鼠胃在皱缩状态时的长度为2.35±0.29 cm,与其他田鼠相比有相对较大的胃储藏食物,在食物质量较低时,相对较大的胃具有重要的生态学意义,既可提高觅食效率和获得足够食物,又可减少觅食时间,从而减少暴露时间,进而降低被捕食的风险[18]。
棕色田鼠的胃因中部的缢缩而分成2个胃室,第一胃室容积较大且壁较薄,舒张能力较强,排空时胃壁形成较多皱襞,充盈时几乎透明,其作用可能是暂时贮存食物,另外棕色田鼠有摄食杂草习性,此胃室可能有发酵作用;第二胃室与第一胃室不同,其胃壁有胃腺分布区,可分泌胃酶和胃酸,且肌层发达,便于通过搅拌使食物与胃液混合,此胃室是胃的消化部。棕色田鼠大部分胃上皮为角质化复层扁平上皮,胃腔内壁有丰富的黏液。棕色田鼠主要取食较坚硬、粗糙的植物性食物[15],这类食物对上皮有机械性刺激作用,角质化可能是对这些刺激形成的适应性结构,可使粗糙的食物不至于损伤消化道管壁,这点与反刍动物类似[19]。
棕色田鼠2个胃室间缢缩处的瓣膜结构为一稳定存在的结构,在解剖的10只实验鼠中均存在,此结构属首次报道。为了观察其是否有独特性,作者对昆明小鼠、黑线姬鼠和黑线仓鼠的胃进行了解剖和比较观察,未发现此类似结构。根据此结构分布的位置刚好处于胃的缢缩处,分布的方式呈环形整齐排列,推测它可能起着隔膜作用,当胃收缩时2个胃室间的通道变小,各个瓣膜的顶端彼此靠近弥合,以防止第二胃室的成分倒流回第一胃室。关于此结构是如何与棕色田鼠食性特点相适应的,还尚待进一步的研究和验证。
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Research on Morphology and Histology of Stomach in Mandarin vole(Lasiopodomys mandarinus)
YUE Xiao-hui1,LU Ji-qi2,WANG Zhen-long2,FENG Jun-ji1,TONG Chuan1,LIU Zhong-hu1
(1.Engineering College of Animal Husbandry and Veterinary Sciences,Henan Agricultural University,Zhengzhou 45002,China; 2.Department of Bioengineering,Zhengzhou University,Zhengzhou 450001,China)
ObjectiveTo study the adaptability features of stomach’s structure in Mandarin vole,Lasiopodomys mandarinus。MethodsThe histological structures of stomach in Mandarin vole were observed by the methods including gross anatomic,histological and scanning electronic microscope methods。ResultsMandarin vole’s stomach can be divided into two gastral cavities based on morphological characteristics,and can be divided into Glands zone and non-glands zone according to whether with glands or not.Non-glands zone are located in GastricⅠ(GⅠ)and most area in GastricⅡ(GⅡ).Epitheliums of non-glandular zone in gastric mucosa are stratified squamous epithelium with the surface of the cuticle layer,epithelium in glands zone exhibited a single-layer columnar epithelium;19 ~21 cone-shaped valves were found at the gorge between GⅠand GⅡ。ConclusionObviously adaptive changes have taken place in Mandarin vole’s stomach,it has two gastral cavities,and we first fond the valves between the cavities.
Mandarin vole(Lasiopodomys mandarinus);Stomach;Morphology;Histology
R322.44
A
1671-7856(2010)05-0072-03
2009-12-15
国家重点基础研究发展计划 (2007CB109106);河南省教育厅自然科学基金(2009B230008)。
岳晓慧(1983-),男,硕士生,主要从事动物细胞生物学研究。
刘忠虎(1964-),男,副教授。E-mail:liuzhonghu2001@126.com