低盐胁迫下红鳍东方鲀幼鱼鳃、肾和肠组织结构的变化

孙梦蕾,蒋洁兰,王莉苹,陈 飞,韩雨哲,姜志强,暴 宁,司 滨

（大连海洋大学 辽宁省北方鱼类应用生物学与增养殖重点实验室，农业部北方海水增养殖重点实验室，辽宁 大连 116023）

低盐胁迫下红鳍东方鲀幼鱼鳃、肾和肠组织结构的变化

孙梦蕾,蒋洁兰,王莉苹,陈 飞,韩雨哲,姜志强,暴 宁,司 滨

（大连海洋大学 辽宁省北方鱼类应用生物学与增养殖重点实验室，农业部北方海水增养殖重点实验室，辽宁 大连 116023）

对低盐胁迫下体质量（11.34±2.13）g红鳍东方鲀（Takifugu rubripes）的鳃、肾和肠组织结构进行显微观察，探讨组织结构变化与渗透压的关系。结果表明，低盐胁迫下，鳃丝和鳃小片宽度增大，鳃小片间距缩小，与对照组差异均有统计学意义（P＜0.05），鳃小片细胞更为圆润饱满，低盐度组每100μm泌氯细胞数为0.91±0.78，低于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05）；低盐度组的肾小球膨大，饱满充盈，与肾小囊内壁间隙小于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05），近曲小管和集合管管径增大，近曲小管游离面刷状缘较对照组发达；低盐度组肠绒毛单层柱状上皮厚度为（51.54±2.53）μm，大于对照组（P＜0.05），柱状上皮细胞间每100μm杯状细胞数为5.05±0.91，小于对照组（P＜0.05），而两组间的杯状细胞大小差异无统计学意义（P＞0.05）。水体盐度变化导致红鳍东方鲀鳃、肾和肠发生适应性变化。

红鳍东方鲀；鳃；肾；肠；结构；低盐胁迫

对广盐性鱼类来说，其体内渗透压随水体盐度的变化而发生变化，须通过渗透调节维持体内相对稳定的渗透浓度。鱼类对水环境盐度变化的耐受能力取决于渗透调节能力[1]。鳃和肾是硬骨鱼类渗透压调节的重要器官，主要功能是调节机体渗透压、体液pH、离子浓度的稳定以及排泄氨氮等，以维持机体内、外环境之间的平衡[2-5]。已有研究表明，广盐性鱼类在对水环境盐度变化的适应过程中，鳃丝上皮细胞中泌氯细胞的数量、分布以及内部结构会发生明显变化[6-7]，肾变化主要体现在肾小球及各级肾小管的结构上，盐度降低会导致肾小球膨大，各级肾小管管径增大[8-10]。刘修业[10]、Jeong等[11]研究表明，鱼类肠组织通过对Na+、K+等离子的主动吸收来吸收大量水分，以防止鱼体水分过量丢失，从而维持鱼类体内外的渗透压平衡[11]。

红鳍东方鲀（Takifugu rubripes）属鲀形目（Tetraodontiformers）鲀亚目（Tetraodontoidei）鲀科（Tetraodontidae）东方鲀属（Takifugu），因其肉质鲜美、营养价值高，深受人们喜爱。红鳍东方鲀为暖温性、广盐性底栖鱼类，适盐范围为5～45，最适盐度为15～35[12-13]，已成为众多学者研究鱼类渗透压调节机制的重要材料。本研究通过组织切片技术，研究红鳍东方鲀在低盐环境下鳃、肾、肠组织显微结构的变化，为红鳍东方鲀养殖条件的优化及其渗透压调节机制提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

实验用红鳍东方鲀幼鱼购自大连天正实业有限公司，于大连海洋大学北方海水增养殖重点实验室暂养，盐度32，水温（25.03±0.42）℃，24 h连续充气，每天8:00、16:30饱食投喂2次，投喂1 h后吸出底部残饵及其他废物，换水。暂养7 d后，选取规格相近[体长（7.18±0.34）cm，体质量（11.34±2.13）g]、体格健康的个体进行实验。实验用水为净化处理的天然海水（盐度32）和与曝气后自来水配制成的低盐度海水，容器为200 L的方形水槽。

1.2 实验设计

设置32和4两个盐度组，以盐度为32的天然海水为对照组，每个盐度组设置 3个平行组。每个水槽中随机放入红鳍东方鲀幼鱼10尾，低盐度组由盐度32每天降低4至盐度4。水温、充气和投喂同暂养期，投喂1 h后，对照组换取储存的盐度为32的天然海水，低盐度组则换取盐度为4的低盐度海水。实验时间30 d[14]。

1.3 样品采集与制备

养殖实验结束后，每水槽随机取幼鱼 2尾，用MS-222麻醉，剖取鳃、肾、肠，用Bouin液固定24 h，用体积分数75%的乙醇洗涤至溶液呈无色，于体积分数70%的乙醇中保存。用石蜡包埋，横向切片，厚度为6μm，经HE染色、中性树胶封片后，用Nikon eslipse 50i显微镜观察，Nikon coolpix 5400数码相机照相。

1.4 组织形态学观察与测量

对于鳃、肾和肠3个组织，在每个盐度组每槽幼鱼的切片中，每个组织选取 7张。每张鳃切片中，随机测 5组鳃丝宽度、鳃小片间距、鳃小片宽度和软骨组织宽度（n=35），然后在每张切片中随机选取5根鳃丝，测量其上每100μm鳃丝中泌氯细胞数量（n=35）；每张肾切片中则随机选取 5个肾小球与肾小囊，测量肾小球的长径、短径及肾小球与肾小囊内壁的间距大小（n=35）；每张肠切片随机选取 5根完整的绒毛，测量单层柱状上皮厚度、杯状细胞胞体直径和杯状细胞数量（n=35），而杯状细胞数量用每100μm绒毛中的细胞数量表示[15]。

1.5 数据处理

实验数据用平均值±标准差表示，运用SPSS 16.0软件对实验数据进行单因素方差分析（One-way ANOⅤA），用Tukey法进行多重比较分析，当P＜0.05时，差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 红鳍东方鲀幼鱼鳃的显微结构

观察对照组红鳍东方鲀幼鱼鳃的显微结构，可见鳃结构与鱼类组织学的鳃结构相一致（图1：1）。经测量，对照组的软骨组织、鳃丝和鳃小片的宽度为46.79±2.07、91.46±2.02、4.51±0.42μm，相邻鳃小片间距为50.84±2.08μm，泌氯细胞数量较多，每100μm平均4.77±1.19 个（表1）。鳃小片表面的柱细胞较小，鳃小片细窄。幼鱼在低盐度水中驯化30 d后，鳃丝软骨组织横向拉长，长度大于对照组（P＜0.05）；鳃丝和鳃小片宽度增大，鳃小片间距缩小，与对照组差异均有统计学意义（P＜0.05），鳃小片细胞圆润饱满（图1：2），HE着色较深；低盐度组每100μm泌氯细胞数为0.91±0.78，与对照组差异有统计学意义（P＜0.05）（表2）。

表1 低盐度处理对红鳍东方鲀鳃组织的影响Table 1 Effect of low-salt treatment on gill of Takifugu rubripes

2.2 红鳍东方鲀幼鱼肾的显微结构

对照组近曲小管内腔游离面刷状缘发达（图1：3～4），肾小球长、短径分别为（47.80±2.87）μm和（32.95±3.09）μm，肾小球与肾小囊内壁间距（15.26±2.18）μm（表 2）。驯化后，低盐度组幼鱼肾小球膨大，各级肾小管管径增大，近曲小管内壁游离面的刷状缘更为发达（图1：5～6）。低盐度组的肾小球发达，饱满充盈，长、短径大于对照组，与肾小囊内壁的间隙小于对照组，差异均有统计学意义（P＜0.05）（表2）。

表2 低盐度处理对红鳍东方鲀肾组织肾小球与肾小囊的影响Table 2 Effect of low-salt treatment on glomerulus and inner wall of Bowman’s capsule of Takifugu rubripes

2.3 红鳍东方鲀幼鱼肠的显微结构

幼鱼前肠肠壁黏膜上皮厚度为 37.20±2.46μm，每100μm上皮杯状细胞数为9.74±1.77（表3），存在于柱状上皮细胞之间（图1：7～8）。驯化后，低盐度组幼鱼肠绒毛上的单层柱状上皮厚度（51.54 ±2.53μm）增加，与对照组差异有统计学意义（P ＜0.05），固有层增大（图1：9），每100μm柱状上皮细胞的杯状细胞数为 5.05±0.91，少于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05），而两组间杯状细胞胞体大小差异无统计学意义（P＞0.05）（表3）。

表3 低盐度处理对红鳍东方鲀肠绒毛的影响Table 3 Effect of low-salt treatment on intestinal villus of Takifugu rubripes

图1 红鳍东方鲀幼鱼鳃、肾和肠组织结构变化Fig.1 Structural changes in gill,kidney and intestine of juvenile Takifugu rubripes.

3 讨 论

对于广盐性鱼类来说，水环境盐度变化会引起鱼体鳃、肾、肠等组织结构的适应性改变，以调节渗透压。

鱼类鳃与水环境直接接触，可第一时间感知盐度变化，并引起鳃各类细胞变化，鳃丝表皮细胞变化尤为明显，对鳃生理功能的发挥至关重要。当水环境盐度变化时，鱼类鳃上皮细胞数目和大小会发生适应性改变[16]，盐度降低，上皮细胞数减少，胞体变小。红鳍东方鲀为近海底层广盐性鱼类，可生存于海水及低盐度水环境中，因此盐度变化时，鳃结构会发生一定改变以维持渗透压调节平衡。本研究显示，低盐度组红鳍东方鲀幼鱼的鳃丝和鳃小片变宽、变长，鳃丝表面的表皮细胞变大，鳃丝和鳃小片更加圆润、饱满，该变化有利于鳃与水体充分接触，以摄取水中无机离子而适应低渗环境[1,17]。鱼类鳃表皮以扁平细胞（90%）和泌氯细胞（10%）为主，扁平细胞分布于鳃丝表面大部分区域，通过被动运输与外界进行气体交换的方式参与鳃的生理活动。与扁平细胞不同的是，泌氯细胞虽在鳃丝上皮细胞中所占区域较小，却是广盐性鱼类适应不同盐度的重要调节细胞，以主动运输方式与外界环境进行物质交换，对鳃生理功能发挥重要作用[5,18-19]。泌氯细胞内含大量线粒体，胞质内的微小管系统上具有丰富的 Na+/K+-ATP 酶，在盐度变化时，泌氯细胞在低渗调节中分泌 Cl-，高渗调节中吸收Na+和Cl-，由此可见，泌氯细胞具调节渗透压的功能[20-21]。本研究中，低盐度组泌氯细胞数减少，胞体变小，与鲻(Mugil cephalus)[1]、纳氏鲟(Acipenser naccarii)[16]、施氏鲟 (A.schrencki)[18]的研究结果相似，进一步证实外界盐度变化时广盐性鱼类鳃细胞的适应性变化。

肾脏是鱼类渗透压调节的另一重要器官，肾小球可过滤血液里的血细胞和大分子蛋白质，肾小管可重吸收水分、葡萄糖、氨基酸等物质。本研究中，低盐度组肾小球更为发达，第1和第2近曲小管管径增大，细胞游离面的刷状缘更为发达，此结构变化利于幼鱼对血液中营养物质的过滤和重吸收。

鱼类肠对渗透压调节所起作用较小。但也有研究表明，肠上皮细胞膜具有Na+/K+/2Cl-协同转运蛋白、Na+/K+-ATP酶、CFTR氯离子通道蛋白等离子通道转运蛋白，参与细胞内外Na+、K+和Cl-的主动跨膜转运，结合水分的被动运输以维持体内的渗透压平衡[3,11,22]。Jeong等[11]认为，肠的渗透压调节功能体现在对离子的主动运输和水的被动转运上，通过对Na+、K+等离子的主动吸收来吸收大量的水分，以防止鱼体水分的过量丢失。本研究中，低盐胁迫对红鳍东方鲀幼鱼肠组织的影响主要体现在肠绒毛结构的变化上，低盐度组幼鱼肠绒毛单层柱状上皮厚度增加（P＜0.05），是否与通道中离子转运蛋白有关尚需进一步研究。杯状细胞可分泌黏液以润滑上皮表面和清除废物[22]，本研究中杯状细胞数减少（P＜0.05），该变化与盐度的关系亦有待进一步研究。

综上所述，低盐胁迫影响红鳍东方鲀幼鱼的鳃、肾和肠组织结构，尤其对鳃影响最大。低盐胁迫使幼鱼鳃组织的鳃丝、鳃小片、鳃丝间距、上皮细胞和泌氯细胞数量均发生变化；肾小球膨大和各级肾小管管径增大；肠绒毛上的单层柱状上皮厚度增加，位于柱状上皮细胞之间的杯状细胞数减少。这些结果可为红鳍东方鲀渗透压调节机制的深入研究提供基础资料，为其淡水化养殖提供参考。

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（责任编辑：刘庆颖）

Structural Changes in Gill,Kidney andⅠntestine of Juvenile Takifugu rubripes under Low Salinity Treatment

SUN Meng-lei,JⅠANG Jie-lan,WANG Li-ping,CHEN Fei,HAN Yu-zhe,JⅠANG Zhi-qiang,BAO Ning,SⅠ Bin
（Key laboratory of fish applied biology and aquaculture in North China,Liaoning Province; Key Laboratory of Mariculture & Stock Enhancement in North China’s Sea,Ministry of Agriculture,China,Dalian Ocean University,Dalian 116023,China）

Structural changes in gill,kidney and intestine of juvenile Takifugu rubripes with body weight of 11.34 ± 2.13 g were observed under low salinity treatment by using the histological photomicrography technique.The relationships between structural changes and osmotic regulation were discussed.The results showed that the width of gill filaments and gill lamellae increased and the space of adjacent gill filaments reduced under low salinity condition with the statistical difference from the control (P＜0.05).The gill lamellae cells became plumper in the experimental group.The number of chloride cells was 0.91±0.78 cells per 100μm,which was obviously lower than that of the control group (P＜0.05).Compared with the control group,the glomerular expanded and the gap between the glomerular and the inner wall of the renal capsule became significantly smaller (P＜0.05).Ⅰn the low salinity group,thickness of simple columnar epithelium was 51.54 ± 2.53μm,remarkably higher thanthat in the control group (P＜0.05).The number of goblet cells (5.05 ± 0.91 cells per 100μm) among columnar epithelial cells decreased significantly (P＜0.05) while the body size of goblet cell had no significant difference within two groups (P＞0.05).The findings indicated that the variety of salinity could lead to adaptive changes in gill,kidney and intestine of juvenile Takifugu rubripes.These changes were beneficial to enhance environmental adaptability of Takifugu rubripes.This research could provide a theoretical basis for further study in osmitic regulation mechanism of Takifugu rubripes.

Takifugu rubripes; gill; kidney; intestine; tissue structure; low salinity treatment

Q954.5; Q959.489

A

1673-9159（2016）06-0038-06

10.3969/j.issn.1673-9159.2016.06.007

2016-03-31

辽宁省科技厅重大项目（2014203015）；辽宁省教育厅一般项目（L2015076）；大连海洋大学引进人才启动项目（HDYJ201501）；农业部北方海水增养殖重点实验室开放课题（2015-MSENC-KF-04）

孙梦蕾（1992－），女，硕士生，研究方向为鱼类生物学。E-mail:sunmenglei512@163.com

姜志强（1960－），男，教授，研究方向为鱼类生物学、水产动物饲料学、水产集约化养殖。E-mail:zhqjiang@dlou.edu.cn