红尾护头鲿组织学研究

方珍珍 马鸿莉 孙学亮 陈成勋 白东清 石洪玥

(天津农学院水产学院；天津市水产生态及养殖重点实验室，天津300384)

红尾护头鲿(学名：Phractocephalushemioliopterus)又名红尾鲶鱼、狗崽鲸、狗仔鲸、红尾猫、亚马逊河鲶鱼，是辐鳍鱼纲鲶形目油鲶科的一种，为重要的观赏鱼种。红尾护头鲿为鲇型目油鲇科护头鲿属，是一种淡水鱼类。分布于亚马逊河流域，体型较大，产量丰富，为原产地习见的食用鱼类，同时外观美丽，也作为游钓鱼及观赏鱼。

红尾护头鲿有十分宽广的口部以及头部，背鳍上总共有7个鳍刺，口部有3对触须，而上腭骨则不延伸至背鳍。红尾护头鲿主要体色为深灰色，并有许多微小不明显的深黑色的斑点，体中间有一条明显的白色侧线，延伸到雪白的腹部，其红色的尾部是红尾护头鲿最明显的特征。本试验所用鱼为白化品种，整体呈现金黄色，所以被称为黄金猫，也称招财猫。红尾护头鲿体型十分巨大，一般在水族馆的红尾护头鲿就可达到90cm，在野外，甚至可见到长达120cm左右的大型个体。而目前体型最大的红尾护头鲿可长至134cm，重达44.2公斤。

目前国内对红尾护头鲿的研究多涉及生物学特性、养殖技术、营养与饲料[1-3]等方面。国外对红尾护头鲿的研究涉及大型鲶鱼在阿普雷河和阿劳卡河之间的饮食隔离[4]、脂肪翅片骨架的起源[5]、红尾护头鲿(鲶鱼)和竹夹鱼(马鱼)对各部分重金属浓度的比较研究[6]、适应鲶鱼后肠的空气呼吸的组织学和超微结构研究[7]等。国内外还没有对红尾护头鲿进行系列的石蜡切片组织学研究，本研究对红尾护头鲿采用常规的石蜡组织切片，为红尾护头鲿组织学研究提供理论基础。

1 试验材料与方法

1.1 试验材料

本试验用鱼是从天津众民水产科技有限公司采购的红尾护头鲿，在农学院水产学院综合实验室暂养，水温控制在28℃，待其适应环境后，测量体长。本试验红尾护头鲿个体平均体长为13.5±1.5 cm。

1.2 方法

先后挑取6尾体质健壮、无伤无病的临产红尾护头鲿停食24h后用Bouin’s液固定，11h后放入70%乙醇中备用。将保存在70%乙醇溶液中备用的鱼取出，再用70%的乙醇溶液冲洗4～5次，洗去残色。叔丁醇逐级脱水，常规石蜡包埋切片，厚度5～6 μm，H·E染色，中性树胶封片。采用Motic BA600-4数字切片扫描与应用系统高精度扫描切片并保存。之后用Motic数字切片助理Lite 1.0观察组织，采集图片。

2 结果与分析

2.1 试验鱼观察

黄金猫为红尾护头鲿的白化品种，通体金黄色，口部有3对触须，其中1对较长，常向前方伸展(图Ⅰ)。

图Ⅰ 黄金猫——红尾护头鲿白化品种

2.2 组织切片观察

2.2.1 皮肤

鱼类皮肤由表皮和真皮构成，没有皮下结缔组织和脂肪层，皮肤具有保护体内组织、防止外界微生物的侵害、排出废物以及感受水温和触觉等刺激的作用。本试验主要对红尾护头鲿须进行显微观察。

鱼类的须由表皮、真皮、软骨、血管和神经组成(图Ⅱ-1，4×)，红尾护头鲿的须与已知组织结构的鱼须[8]无明显差异，但红尾护头鲿的须中存在类骨质，有的类骨质已经发生钙化形成骨基质，切片时无法切出(图Ⅱ-2，7×，左箭头：类骨质)，将纤维软骨在40×镜下观察可发现软骨细胞以及类骨质部分(图Ⅱ-3，40×，左箭头：软骨细胞，右箭头：胶原纤维，下箭头：类骨质)。整个须由基部向尖端逐渐变细，须的表皮在背侧面较厚，有大量的杯状细胞分布(图版Ⅱ-4，30×，上箭头-棒状细胞，右箭头：杯状细胞，LC：疏松层，DC:致密层，TB:皮穴器官)，而须的腹侧面表皮略簿，杯状细胞少，表皮内为真皮，包含血管、神经和软骨[8,9]。软骨为弹性软骨，弹性软骨细胞为圆形或椭圆形(图Ⅱ-5)。血管与神经分布在真皮内(图Ⅱ-6，20×，左箭头：血管，右箭头：神经)。

2.2.2 呼吸系统

呼吸系统是执行机体和外界进行气体交换的器官的总称，主要与外界进行气体交换，吸进氧气，呼出二氧化碳，进行新陈代谢，鱼类的主要呼吸器官为鳃。

作为主要的呼吸器官，鳃主要由两部分组成，一部分为鳃弓，由鳃弓骨骼支持，呈圆弧形，鳃弓骨骼下方有两根血管，一根为出鳃动脉，一根为入鳃动脉(图Ⅱ-7，3×，BA：鳃弓，上箭头：入鳃动脉，下箭头：出鳃动脉)；另一部分为鳃丝，一端固着在鳃弓上，一端游离[10]。每一根鳃丝由鳃丝软骨支持(图Ⅱ-8，10×，HC：鳃丝软骨)，鳃丝的两侧靠近边缘处各有一根血管，靠内侧的是入鳃动脉，靠外侧的是出鳃动脉，入鳃动脉和出鳃动脉在每一鳃小片的基部水平伸入鳃小片内，在鳃小片内形成毛细血管网，或称窦状隙(图Ⅲ-1，40×，GC：黏液细胞，上箭头：呼吸上皮，下箭头：窦状隙，右箭头：支持细胞)。

图Ⅱ

2.2.3 神经系统

神经系统是机体内调节生理功能活动的主要系统，包括中枢神经系统和周围神经系统两大部分，其中脑属于中枢神经系统。

鱼脑是鱼类神经管前端膨大分化形成的部分，近长方形位于脑颅中，前端略宽，中部膨大，后部略窄，分为端脑、间脑、中脑、小脑和延脑5部分。鱼类缺乏大脑皮层，脑的机能活动主要表现在小脑、中脑、间脑和脑干各部分的联系方面[11,12]。鱼脑组织自身结构脆弱，成片较少(图Ⅲ-2，0.9×，1：端脑，2：中脑，3：小脑，4：间脑，5：延脑)，脑部最前端为端脑，由嗅脑及大脑组成。由于组织脆弱嗅脑丢失，只能观察大脑部分，大脑部分由大脑皮和纹状体组成；端脑后方为间脑，并不发达；间脑背部为中脑，是脑部最发达的部分，中央的腔为中脑导水管(图Ⅲ-3，4×，箭头：中脑导水管)；小脑由后脑和中脑相接处的后脑背部细胞增殖而成，分为小脑分子层和小脑颗粒层(图Ⅲ-4，10×，下箭头：小脑分子层，上箭头：小脑颗粒层)；后脑基的最后部分分化成延脑，延脑后部的神经索分化为脊髓。

图Ⅲ

2.2.4 循环系统

循环系统是指生物体进行血液循环的动力和管道组成的系统，包括心血管系统和淋巴系统。循环系统包括心脏、血管、淋巴器官和淋巴管等，本试验主要选取了红尾护头鲿的心脏和脾脏进行显微观察。

心脏推动血液流动，向器官、组织提供充足的血流量，它可以满足机体对氧和各种营养物质的需求，并带走代谢的终产物，如二氧化碳、无机盐、尿素和尿酸等，帮助细胞维持正常的代谢功能。心脏是血液循环中心，通过挤压收缩起到血液循环的作用。鱼类的心脏是由一心房一心室构成的，还包括静脉窦、动脉球(板鳃类为动脉锥)(图Ⅲ-5，1×，Ap：心耳，V：心室，AB：动脉球)。心脏壁由心内膜、心肌层和心外膜构成，其中心肌层最厚，具有很强的收缩机能。红尾护头鲿的心房和心室的心肌发达，心室的心肌层最厚。心肌层呈螺旋状排列，因此切片得到的心肌细胞各个方向都有(图Ⅲ-6，40×，左箭头：细胞核，上箭头：闰盘)。动脉球是由心室延伸出的腹大动脉基部的膨大，含有大量弹性纤维而具有弹性，是心脏的辅助器官[10](图Ⅲ-7，40×)，心耳中含有大量血细胞，心耳与心室的耳室瓣膜结构明显(图Ⅲ-8，10×，右箭头：耳室瓣)。

脾脏是机体最大的免疫器官，其外有被膜，内含大量的淋巴细胞和巨噬细胞[10,14]，并且占全身淋巴组织总量的25%(图Ⅲ-9，10×，左箭头：被膜，右箭头：中央动脉)。红尾护头鲿脾脏被膜较薄，脾脏内没有明显小梁主，且没有明显脾小结与淋巴鞘。脾脏实质分白髓、红髓两个主要部分[13](图Ⅲ-10，40×，左箭头：白髓，右箭头：红髓，下箭头：椭圆体)。红髓与白髓的界限不明显，白髓是由较多的淋巴细胞组成，少数淋巴细胞聚集成淋巴细胞聚集区；而红髓是由较多的红细胞构成，并且含有大量椭圆体(图Ⅳ-1，40×，左箭头：淋巴细胞，右箭头：血细胞，下箭头：中央动脉)。

2.2.5 泌尿系统

泌尿系统是指机体将组织代谢形成的最终产物排泄到外界的系统，包括肾脏、输尿管、膀胱和尿道。本试验主要选取了红尾护头鲿肾脏进行显微观察。

鱼类肾脏为红褐色，其特征为长条状、前端膨大、稍后分叉，并且紧贴于背部脊椎处。头肾位于胸腔内咽退缩肌上方两侧，是肾脏分叉部前端的膨大部分，围绕心腹隔膜前面的食道背面，分为两部分，呈膨大扁平状；中肾位于心腹隔膜后。

头肾是鱼类胚胎期的泌尿器官，少数情况下仍有泌尿机能，在一些硬骨鱼的成体中仍残存于围心腹腔膈膜的前方[13]。红尾护头鲿头肾结构简单，未见明显小梁，含有大量肾小体(图Ⅳ-2，40×，RCo：肾小体)，其中含有大量淋巴细胞(图Ⅳ-3，40×，下箭头：淋巴细胞，左箭头：嗜中性白血球)，具有免疫功能。

图Ⅳ

中肾是鱼类成体的执行排泄机能器官，紧接在头肾后发育而成的管状体，紧贴于体腔背壁，两个肾有相连的地方[15]。中肾由两部分组成，一部分是与泌尿有关的肾实质，包括肾单位、集合小管和集合管；另一部分是富含造血细胞的肾间质(图Ⅳ-4，20×，PI：肾间质，UT：肾小管，RCo：肾小体，PCT：近曲小管，DCT：远曲小管)。肾单位由肾小体、肾小管和集合小管构成(图Ⅳ-5、6，40×，RC：肾小囊，G：肾小球，VP：血管极，UP：尿极)。

2.2.6 消化系统

消化管和消化腺组成鱼类的消化系统。胃和肠既是消化管的主要部分，也是消化吸收作用进行的主要部分。肝脏在鱼类的消化和吸收、物质代谢、解毒和防御等生命活动过程中具有重要作用，是主要的消化腺。本试验主要选取了红尾护头鲿肝胰脏、胃和肠来进行显微观察。

硬骨鱼的胰腺多为弥漫型的[16]，分散肠的弯曲处，常有一部分或全部埋在肝组织中，与肝混合，称肝胰脏。红尾护头鲿的胰腺埋藏在肝内构成肝胰脏(图Ⅳ-7，4×，左箭头:中央静脉，右箭头:胰腺)。鱼类肝脏为实质性器官，伸入肝实质内的结缔组织少，所以一般不像高等脊椎动物那样被结缔组织分成完整的肝小叶。肝脏分泌的胆汁由肝管通入胆囊贮存，胆囊的胆管开口于小肠，胰脏细胞分泌胰液经胰管送入胆总管与胆汁一起进入小肠。红尾护头鲿肝胰脏中无明显肝小叶，中央静脉分布不整齐，汇管区较少(图Ⅳ-8，15×，SV:小叶间静脉，左箭头:动脉，上箭头:腺泡，下箭头:胆管)。

胃是消化管最膨大的部分，鱼类因种类不同胃的形状不同，有些呈直管状，有些弯曲或呈圆锥状[10](图Ⅳ-9，0.4×)，有些鱼类没有胃。红尾护头鲿的胃呈管状，其组织结构可以分成四层，分别为黏膜层、黏膜下层、肌层和浆膜[13](图Ⅳ-10，2×，Mu:黏膜，Su:黏膜下层，MC:肌层，Se:浆膜，TP:固有膜)。胃壁有较多的黏膜皱褶，褶较宽大，黏膜层又分为四个部分，分别为黏膜上皮、胃小凹、固有膜和黏膜肌层，其中固有膜很发达，布满了密集的单管状胃腺；单层柱状细胞为黏膜上皮的主要组成细胞；黏膜肌层主要为环形肌，呈波浪状(图Ⅳ-11，10×，上箭头：胃小凹，TP:固有膜，GG:胃腺；图Ⅴ-1，15×，右箭头:胃小凹，左箭头:黏膜肌，TP:固有膜，Su:黏膜下层，ZC:胃酶细胞)；胃的黏膜下层由疏松结缔组织组成，内含血管、神经和纤维(图Ⅴ-2，10×，右箭头：血管，左箭头：黏膜肌)；胃壁肌层属平滑肌，肌肉较厚且发达，内层环形肌比外层纵行肌厚，肌间结缔组织内含由大量血管、神经丛(图Ⅴ-3，40×，箭头：神经)；胃的最外层为浆膜层。

图Ⅴ

胃后的消化管即为肠道，本试验用鱼没有明显的大肠小肠之分，可分为前中后三段(图Ⅴ-4，2×，前肠；图Ⅴ-5，2.5×，中肠；图Ⅴ-6，3.2×，后肠)。红尾护头鲿肠道组织可分为四层，即黏膜层、黏膜下层、肌肉层和浆膜层(图Ⅴ-7，40×，Mu:黏膜，Su:黏膜下层，MC:肌层，Se:浆膜；图Ⅵ-1，10×，Su:黏膜下层，MC:肌层，Se:浆膜)，黏膜层外有血管和弥散的胰腺(图Ⅵ-2，30×，右箭头:血管，左箭头:胰腺)，肌层有神经(图Ⅵ-3，40×，箭头:神经)。红尾护头鲿前肠、中肠和后肠肌层厚度差别不大。

图Ⅵ

3 讨论

3.1 红尾护头鲿皮肤和呼吸系统特点

本实验对于红尾护头鲿皮肤的研究主要选取了须的皮肤为研究对象，红尾护头鲿的须与其他鱼类的须无明显差异，皮肤由表皮和真皮构成，表皮有大量杯状细胞和棒状细胞，表皮下为真皮，具有神经、血管和软骨[8]，纤维软骨中有部分存在类骨质；红尾护头鲿的鳃与其他淡水硬骨鱼类的鳃也无明显差异[13]。

3.2 红尾护头鲿神经系统和循环系统特点

红尾护头鲿的脑可清晰观察到五部结构，但是由于组织脆弱以及操作不当等问题，所得切片并不完整，细胞也存在消融现象，不能更细致地观察到细胞结构。本试验主要将红尾护头鲿的心脏和脾脏作为主要的循环系统器官进行观察，观察发现红尾护头鲿的心脏心肌发达，具有较强收缩性[10,14]，为大体型的红尾护头鲿提供了供血基础；红尾护头鲿的脾脏被膜极薄，仅部分切片可见，分析可能在制作切片过程中剥离，脾脏内红髓和白髓无明显界限[13]，椭圆体实质为厚壁毛细血管，红尾护头鲿脾脏内可见大量椭圆体以及淋巴细胞，与条石鲷和花尾胡椒鲷类似[13,14]。

3.3 红尾护头鲿泌尿系统和消化系统特点

本实验选取了红尾护头鲿的泌尿系统器官为肾脏，红尾护头鲿的肾脏包括头肾和中肾两部分。经试验显微观察可知，头肾被膜不明显，此膜极易剥离，可能在制作切片时脱落[10]；头肾内没有明显的小梁，没有明显肾单位，仅含有大量肾小体，无明显尿极和血管极，说明其不具备排泄功能[15]。但头肾中含有大量淋巴细胞和血窦，说明红尾护头鲿的头肾具有造血功能和免疫功能，应属于造血器官和淋巴器官[10,13]。切片观察中可发现红尾护头鲿的中肾中含有大量肾单位，肾小管发达，不同生境、不同种类鱼的肾小球或者肾小体的大小存在差异。食蚊鱼(Gambusiaaffinis)肾小体的平均直径为82.16 μm、南方鲇(Silurusmeridionalis)肾小体平均直径为66.5 μm、长吻鮠(Leiocassislongirostris)肾小球的平均直径为60～78 μm、淡水梭鱼(Lizahaematocheila)肾小体直径约为50～58 μm、淡水鲈(Lateolabraxjaponicus)的肾小体直径最大为47～58 μm、海水鲈肾小球直径最大为50～60 μm[21]。本试验测得红尾护头鲿的肾小体平均直径为62～76 μm，与南方鲇和长吻鮠等淡水鱼类肾小体直径相似，比海水鱼类肾小体直径大。肾小体直径的这种差异与鱼类生存的水域环境有关，红尾护头鲿属于淡水鱼，需要保盐排水，因此需要依靠中肾发达的泌尿作用来维持体内渗透压，使得红尾护头鲿肾小体体积较大。红尾护头鲿的胃四层结构明显，胃腺发达且肌层较厚，具有很强的收缩性，这样的胃为其食量大、食性杂的生理特征提供了便利的条件[17-19]，使其可在短时间内储存大量食物。胃后的组织为肠，红尾护头鲿的肠没有肠腺，其中前肠最大，中肠次之，后肠最小，但三者差异并不显著。由于具备胃的结构，红尾护头鲿的前肠不需要储备大量食物[20]，因此红尾护头鲿前肠的肌层结构相对中肠后肠来说并没有特别明显的区别，前肠与后肠黏膜层较中肠发达，说明红尾护头鲿消化吸收的主要场所为前肠与后肠。