急性低氧胁迫对卵形鲳鲹选育群体血液生化指标的影响

区又君，范春燕，2，李加儿，于娜，2，苏慧，2

（1.中国水产科学研究院 南海水产研究所 农业部南海渔业资源开发利用重点实验室，广东 广州510300；2.上海海洋大学 水产与生命学院，上海201306）

1 引言

卵形鲳鲹Trachinotusovatus是暖水性中上层鱼类，广泛分布于从红海－东非到马绍尔群岛、萨摩亚群岛之间的印度－太平洋海域，北到日本的南端，南到澳大利亚都是其分布区域；在我国，卵形鲳鲹主要生活于南海、东海和黄海［1］，为广盐暖水性中上层鱼类，是我国华南地区养殖产业规模最大、产量最高的主导品种之一。但是，卵形鲳鲹不耐低氧，养殖过程对溶解氧的要求较高，高密度养殖、运输和天气变化等常造成其大量死亡，成为发展卵形鲳鲹高密度养殖的重要限制因子之一。目前，国内外学者对卵形鲳鲹的繁殖、发育、养殖、良种选育、营养、病害、基础生物学、生理生态等方面已进行了较深入、系统、全面的研究［1—14］，对耗氧率的研究主要有王刚等［15—18］关于卵形鲳鲹胚胎及早期仔鱼耗氧量的研究、卵形鲳鲹幼鱼耗氧率和排氨率的研究、环境因子对卵形鲳鲹幼鱼耗氧率、排氨率和离体鳃组织耗氧量的影响等，在血液学研究方面，许晓娟等［19］比较研究了深水网箱养殖卵形鲳鲹雌、雄鱼的血液性状和血清生化指标，范春燕等［20］研究了急性盐度胁迫对卵形鲳鲹幼鱼血清渗透压的影响，而对水环境急性低氧胁迫对卵形鲳鲹血清指标的影响研究未见报道。

溶解氧是水产动物养殖的限制因子，受到水体温度、盐度、p H等多种环境因子的综合影响，水中溶氧量直接关系到鱼类的生存、生长、酶活性和代谢水平［15—18，21—22］。血清生化指标是反映动物环境应激时体内物质代谢和组织器官机能状态变化的一个重要特征，而溶解氧水平则明显影响养殖鱼类的血液指标。关于溶解氧水平对消化酶活性及消化吸收的影响、耗氧率及溶氧胁迫对曼氏无针乌贼酶活力的影响、低溶氧量对怀头鲇呼吸代谢耗氧率的影响等已有报道［23—25］，但急性低氧胁迫等环境因子对鱼类血液学的影响则尚未见报道。笔者自2008年以来利用群体选育方法构建了具有生长优势的卵形鲳鲹基础群体，本文以该选育群体为研究对象，研究急性低氧胁迫对卵形鲳鲹血清各项生化指标的影响，以期为卵形鲳鲹的大规模养殖产业发展及其良种选育的抗逆性研究、病理和生理生化研究提供参考资料。

2 材料和方法

2.1 实验材料

实验用鱼取自南海水产研究所的卵形鲳鲹选育群体，共18尾，体长31.40～37.10 c m，体质量450.61～510.73 g。将鱼运回实验室，随机分为对照组和急性低氧试验组2组，每组3个平行，每个平行3尾鱼，在70 c m×40 c m×50 c m长方形水族箱内暂养2 d。实验用水为经砂滤的自然海区海水，暂养水温（25.0±2.0）℃，盐度15，水中溶解氧为（5.93±0.21）mg／L，p H值为（8.5±0.3）。

2.2 实验方法

对照组充气，使溶解氧始终保持在同一水平，为（5.93±0.21）mg／L。实验开始时，实验组停止充气，使水中溶解氧在20 min内迅速下降至窒息点以下，当鱼开始烦躁不安、出现缺氧症状、卧于水底濒临死亡之时采样，此时水中溶解氧为（1.94±0.02）mg／L。

2.3 血清制备及生化指标的测定

每组全部取样，用2.5 ml的一次性注射器从尾静脉取血，血液于1.5 ml离心管中4℃下静置10 min后，4 000 r／min低温离心15 min，小心收集上层无溶血血清。血清生化指标用全自动生化分析仪（日立7600型）分别测定。检测指标包括谷丙转氨酶、谷草转氨酶、γ－谷氨酰转肽酶、乳酸脱氢酶、乳酸脱氢酶同工酶、碱性磷酸酶、肌酸激酶、肌酸激酶同工酶等8种血清酶，钾（K）、钠（Na）、氯（C1）、钙（Ca）、铁（Fe）、磷（P）和尿素氮（N）等7种血清离子，总蛋白、白蛋白、球蛋白、肌酐、总胆固醇、甘油三酯、葡萄糖和尿酸等。

2.4 数据处理

实验数据用（平均值±标准差）表示，采用SPSS13.0软件对数据进行处理分析，采用t－检验进行差异显著性分析。

3 结果

3.1 卵形鲳鲹急性低氧胁迫的行为特征

当停止充气后，水体中溶解氧迅速下降，到达窒息点以下时，鱼开始出现缺氧症状，呼吸频率增加，呼吸幅度加大，极度烦躁不安，上窜下跳和打转，失去方向，肌肉出现颤抖，随后下沉，以各种姿势卧于水底濒临死亡。

3.2 急性低氧胁迫对卵形鲳鲹血清离子含量的影响

如表1所示，急性低氧胁迫后卵形鲳鲹血清离子含量与对照组相比都有不同程度的升高，其中钾、磷、尿素氮浓度上升趋势不明显（p＞0.05），钠、氯、钙浓度与对照组相比均有显著性差异（p＜0.05），铁浓度极显著高于对照组（p＜0.01）。

表1 卵形鲳鲹血清离子含量

3.3 急性低氧胁迫对卵形鲳鲹血清有机成分浓度的影响

由表2可见，急性低氧胁迫后，卵形鲳鲹的血清蛋白、尿酸、肌酐、血脂、血糖等指标的变化不同，其中肌酐、尿酸极显著高于对照组（p＜0.01），总蛋白、总胆固醇显著低于对照组（p＜0.05），葡糖糖、甘油三酯、白蛋白、球蛋白、白球比与对照组相比，无显著差异（p＞0.05）。

表2 卵形鲳鲹血清中有机成分浓度

3.4 急性低氧胁迫下卵形鲳鲹血清酶的变化

如表3所示，卵形鲳鲹血清中乳酸脱氢酶、乳酸脱氢酶同工酶、谷丙转氨酶、谷草转氨酶含量与对照组相比均无显著性差异（p＞0.05）。肌酸激酶含量极显著高于对照组（p＜0.01），肌酸激酶同工酶含量显著高于对照组（p＜0.05），γ－谷氨酰转肽酶含量显著低于对照组（p＜0.05），碱性磷酸酶略低于对照组（p＞0.05）。

表3 卵形鲳鲹血清酶含量

4 讨论

4.1 急性低氧胁迫对卵形鲳鲹血清离子的影响

尾崎久雄［26］指出，鱼类血液中几种无机成分的合适范围为：（1）钠：占所有阳离子的大部分，板鳃鱼类大多数高达200 mmol／L以上，硬骨鱼类在150～200 mmol／L之间；（2）钾：一般在10 mmol／L以下；（3）钙：5 mmol／L以下。（4）阴离子中氯为主要成分，板鳃鱼类为200 mmol／L左右，硬骨鱼类为150～180 mmol／L。本实验测得卵形鲳鲹对照组血液无机成分在正常情况下的数值基本在上述范围内。急性低氧胁迫后卵形鲳鲹血清离子含量与对照组相比都有不同程度的升高，钠、氯离子浓度显著增高，但都在合适范围内，而铁极显著高于对照组。笔者认为是由于环境水体较低的溶氧水平使鱼体产生应激反应，使鳃的扩散容量明显增大，以增加有效的呼吸面积，使水中的氧更容易扩散到血液中，严重的缺氧甚至使细胞受损，细胞膜的通透性加大，于是外界的离子渗透到机体中，故血清中离子含量增高，通常鱼类鳃上皮对氢离子的通透性最大，依次是水、钾、钠、氯、钙［27］等，所以过多的钠、氯、钙进入到血液中，使其含量显著增高。通过血液运输的氧，绝大部分是以血红蛋白为载体的，当水中溶氧急速减少时，鱼体为了在低氧环境中能够摄取更多的氧气，以维持机体正常的生理机能，因此红细胞数量增加，血红蛋白和氧的亲和力增强，以运输更多的氧分子从而导致血清中铁的含量极显著增加。

4.2 急性低氧胁迫下卵形鲳鲹血清蛋白、血脂、血糖浓度及代谢产物的变化

血糖的生成除了受胰岛素和肾上腺素的调节外，还要受机体的各种调节，极易受环境因子刺激而发生波动；肌肉和肝脏以糖元形式贮存糖，在血液中则以葡萄糖形式存在，因此，血糖量在机体总是处于一种动态平衡状态。葡萄糖是许多组织的必需燃料，因而恒定的血糖浓度对维持鱼体正常的生命活动有着重要作用，一般来说，运动活泼的鱼类较运动迟缓或底栖性的鱼类血糖值高，栖息于流水环境中的鱼类较在静水环境中的为高［26］。在本研究中，急性低氧组血糖含量略高于对照组，可能是由于外界水环境溶氧量降低而使鱼体产生应激反应，通过肾上腺素的调节作用促使较多的血液进入次级鳃瓣进行气体交换，肾上腺素的分泌导致血糖升高，同时也说明肝糖元分解增加。甘油三酯、胆固醇和总蛋白水平受蛋白质分解代谢和肝糖元分解的影响［28—29］，低氧实验组除甘油三酯外，后两项变化显著，说明低氧胁迫后鱼体内蛋白质分解和肝糖元分解加快。尿酸和肌酐是指示鳃和肾机能状况的指标，血浆尿酸和肌酐含量水平升高预示着鳃和肾组织损伤而造成其机能紊乱［30］，而肌酐浓度降低却没有很明显的临床意义。急性低氧胁迫后卵形鲳鲹血清蛋白、尿酸、肌酐等有着不同的变化，肌酐、尿酸显著高于对照组，说明急性低氧胁迫对卵形鲳鲹鳃和肾组织造成损伤，使其机能出现紊乱；鱼处于饥饿或患病时，血清蛋白含量明显下降，实验组血清总蛋白显著低于对照组，表明急性低氧胁迫后鱼体的代谢、物质运输和防御能力都处于不正常状态。

4.3 低氧胁迫下卵形鲳鲹血清酶的变化

血清酶的变化能够反映机体代谢和物质转化的状况以及组织结构功能的不同状态，是机体组织细胞膜完整性的一个重要标志［31］。谷丙转氨酶和谷草转氨酶是广泛存在于动物细胞线粒体中的重要氨基转移酶，在肝细胞中含量最高。在正常情况下，肝细胞内的转氨酶只有少量被释放到血液中，因此，血清中的转氨酶活性较低。当血清中谷丙转氨酶和谷草转氨酶含量升高时，被认为是因为肝细胞受到损伤，其中谷丙转氨酶是肝脏损伤的重要指示酶。本研究急性低氧胁迫后卵形鲳鲹血清中谷丙转氨酶、谷草转氨酶含量都高于对照组，但与对照组均无显著性差异，说明急性低氧胁迫对卵形鲳鲹肝脏的损伤程度不大。肌酸激酶同工酶、乳酸脱氢酶、乳酸脱氢酶同工酶主要存在于心肌细胞中，医学上将这几种酶称为心肌酶，常通过测定其活性升高程度以反映心肌的受损程度［32］；乳酸脱氢酶是在细胞内催化乳酸氧化成丙酮酸的重要酶，其在组织中的活力大大高于血液中的活力，若血液中乳酸脱氢酶活力升高则预示着肝脏、肾脏和肌肉等组织细胞结构发生改变、受到损伤［33］。在本实验中，急性低氧胁迫后卵形鲳鲹血清中乳酸脱氢酶、乳酸脱氢酶同工酶都高于对照组，表明急性低氧胁迫对卵形鲳鲹心脏和肌肉有一定的损伤。肌酸激酶和肌酸激酶同工酶含量明显高于对照组，表明心脏肌细胞受到损伤。γ－谷氨酰转肽酶含量显著低于对照组，笔者认为是由于急性低氧胁迫后鱼体的代谢、物质运输等都处于不正常状态所致。碱性磷酸酶在生物体内直接参与磷酸基团的转移和代谢过程，因而在生物体内的物质代谢和免疫防护中发挥作用［11］，碱性磷酸酶活性降低表明急性低氧胁迫可能对机体免疫力造成不利影响。

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