幼建鲤生物素缺乏的病理组织学观察

赵 姝冯 琳，2，3刘 扬，2，3姜 俊，2，3周小秋，2，3*

(1.四川农业大学动物营养研究所，雅安 625014;2.动物抗病营养四川省重点实验室，雅安 625014;3.鱼类营养与安全生产四川省高校重点实验室，雅安 625014)

生物素是鱼类正常生理活动所必需的营养物质［1］。在动物体内，生物素主要作为羧化酶的辅酶，参与氨基酸、脂类和碳水化合物的代谢［2］。目前，有关生物素对鱼类影响的研究主要集中在生长性能方面。研究表明，饲料中补充生物素可提高鲤鱼［1］、罗非鱼［3］和鲈鱼［4］等鱼类的生长性能，提高鲶鱼［5］的鱼体蛋白质和脂肪含量;而生物素缺乏可导致鲶鱼［5］、建鲤［6］的皮肤颜色变深。关于生物素缺乏对鱼类组织器官病理变化的研究仅见少量报道。研究发现，生物素缺乏可导致鲤鱼［1］和虹鳟［7］的鳃叶上皮细胞肥大、增生。本文拟通过饲喂幼建鲤生物素缺乏饲料，观察其对幼建鲤肠道、肝脏、后肾、鳃等组织器官结构的影响，旨在为生物素缺乏对鱼类组织器官病理变化的研究提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验饲料

试验饲料是以酪蛋白和明胶等作为主要蛋白质源的纯化饲料。缺乏组饲料不添加生物素，其生物素实测值为0.010 mg/kg，对照组饲料生物素添加量按本课题组前期试验得出的理论需要量(0.150 mg/kg)［6］添 加，其生物素实测值为0.151 mg/kg。试验饲料中维生素B1添加量参考文献［8］，维生素 B2添加量参考文献［9］，蛋氨酸［10］、赖 氨 酸［11］、维 生 素 B6［12］、泛 酸［13］、烟

酸［14］、肌醇［15］、铁［16］和锌［17］的添加量参照本课题组确定的幼建鲤需要量。其他营养素的添加量参照NRC(1993)［18］鲤鱼营养需要标准。试验饲料组成及营养水平见表1。

1.2 试验设计与饲养管理

试验在四川农业大学动物营养研究所水生动物营养试验场进行。鱼苗自通威原(良)种渔场购回后，用0.8%氯化钠消毒，浸泡12 h后换水。经10 d驯化和28 d耗竭试验后，选择初始均重为(7.72±0.02)g的健康幼建鲤 400尾，随机分成2组(缺乏组和对照组)，每组4个重复，每个重复50尾鱼，组间初始均重差异不显著(P＞0.05)。试验鱼以重复为单位饲养于循环流水过滤水族箱(90 cm×30 cm×40 cm)中。耗竭试验结束后，开始63 d的正式饲养试验。试验期间水温和pH分别保持在(23±2) ℃和 7.0±0.3，溶氧保持在5.0 mg/L以上，每15 d用0.8%氯化钠对水体消毒1次。正式饲养试验1～4周每天投喂6次，5～9周每天投喂4次。

表1 试验饲料组成及营养水平(风干基础)Table 1 Composition and nutrient levels of experimental diets(air-dry basis) %

1.3 病理组织学观察

试验结束后，每重复随机选取5尾鱼，取出肠道(分为前肠、中肠、后肠3段)、肝胰脏、后肾、心脏、肌肉和鳃丝，用100 mL/L的中性福尔马林溶液固定，石蜡包埋，切片，苏木精－伊红(HE)常规染色，并在倒置显微镜下观察组织病理变化。

2 结果

2.1 生物素缺乏引起的幼建鲤肠道组织病理变化

缺乏组鱼的各肠段肠黏膜上皮细胞变性、坏死、脱落，前肠、中肠部分肠黏膜上皮细胞脱落至肠腔;前肠、中肠和后肠的皱襞较低，排列稀疏，中肠和后肠的部分皱襞发生粘连，呈宽而短的舌状(图1－1、图1－2、图1－3)。对照组鱼的各肠段肠黏膜上皮细胞排列整齐、紧密，皱襞较高，呈细而长的指状，未见异常(图1－4、图1－5、图1－6)。

2.2 生物素缺乏引起的幼建鲤肝脏、后肾和心脏组织病理变化

肝脏：缺乏组鱼的肝细胞颗粒变性或空泡变性，变性的肝细胞肿胀，细胞界限模糊，胞浆染色变淡或几乎透明，细胞核悬浮于细胞内或溶解(图1－7)。对照组鱼的肝细胞排列紧密，细胞界限清晰，细胞核均匀分布在细胞的中央，未见异常(图1－8)。

后肾：缺乏组鱼的后肾肾小管细胞变性、肿胀，胞浆染色不均匀，部分变淡甚至透明，有空泡出现，细胞核排列较散乱(图1－9)。对照组鱼的后肾肾小管细胞排列紧密，界限较清楚，胞浆染色均匀，细胞核均匀分布在细胞的中央，未见异常(图1－10)。

心脏：缺乏组鱼的心脏肌纤维溶解、断裂，肌间间隙变宽(图1－11)。对照组鱼的心脏肌纤维结构完整，排列致密，未见异常(图1－12)。

2.3 生物素缺乏引起的幼建鲤肌肉和鳃丝组织病理变化

肌肉：缺乏组鱼的肌肉肌纤维排列散乱，部分肌纤维萎缩、溶解或断裂，肌横纹模糊不清或消失，其内形成空洞，胞浆淡染，细胞核浓缩、破裂或溶解(图1－13)。对照组鱼的肌肉肌纤维结构完整，排列紧密，细胞核分布在肌纤维的边缘，未见异常(图1－14)。

鳃丝：缺乏组鱼的鳃丝粗短，排列不整齐，部分鳃丝裂解、脱落，严重者从鳃弓处发生断裂;鳃小片粘连在一起，严重者鳃小片坏死、脱落，部分鳃弓处发生充血，软骨消失(图1－15)。对照组鱼的鳃丝细长，排列整齐，结构完整(图1－16)。

3 讨论

关于生物素缺乏对鱼类肠道组织病理变化的研究尚未见报道。本试验发现，生物素缺乏使得幼建鲤肠道黏膜上皮细胞变性、坏死、脱落。Robinson等［19］研究报道，生物素缺乏斑点叉尾的肝脏重量降低，推测生物素缺乏导致肝脏重量降低的原因可能是生物素缺乏状态下肝脏氧化加速，结构受到破坏，使其生长受阻。本试验中，幼建鲤生物素缺乏导致肝细胞变性、肿胀，细胞界限模糊，胞浆染色变淡。这可能是因为生物素缺乏使鱼类肝脏中多不饱和脂肪酸含量升高，加剧了活性氧物质对肝细胞的攻击，进而产生氧化应激［20］。在溪红点鲑上的研究发现，生物素缺乏提高了其肝脏中亚油酸(属于多不饱和脂肪酸的一种)的含量［21］。本试验中，在幼建鲤其他内脏器官上的研究发现，生物素缺乏导致后肾和心脏均出现不同程度的病理变化。

关于生物素缺乏对鱼类肌肉组织病理变化的研究未见报道。本试验发现，生物素缺乏导致幼建鲤的肌纤维萎缩、断裂，肌横纹消失，形成空洞。Shaw等［22］研究发现，生物素缺乏导致大鼠肌纤维萎缩，肌横纹模糊。磷脂是参与鱼类生物膜构成的必需物质，形成膜抗氧化的第1道防线。Poston等［21］研究发现，生物素缺乏影响溪红点鲑体内磷脂的脂肪酸组成。由此推测，生物素缺乏会造成鱼体内生物膜系统损伤，使细胞膜上蛋白质的空间构型发生改变，不能正常交换营养物质，进而导致肌肉细胞变性、坏死。

鳃是鱼类的主要呼吸器官。研究表明，生物素缺乏可引起普通鲤鱼的鳃叶上皮细胞肥大，鳃叶产生粘连［1］;虹鳟的鳃小片缩短、增厚，鳃叶上皮细胞肥大、增生［7］。本试验中，生物素缺乏导致幼建鲤的鳃小片粘连，鳃丝裂解、脱落，这与在其他鱼类上的报道一致。

图1 幼建鲤生物素缺乏的病理组织学观察Fig.1 Histopathological observation of juvenile Jian carp with biotin deficiency

4 结论

生物素缺乏可导致幼建鲤肠道、肝脏、后肾、心脏、肌肉和鳃丝出现不同程度的病理损伤。

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