稀有鮈鲫被皮、呼吸与心血管系统组织学观察*

赵 颖 赵德明 王剑伟 周向梅 李爱华 杨利峰

(1.中国农业大学，北京 100193)(2.中国科学院水生生物研究所，武汉 430072)

稀有鮈鲫(Gobiocyprisrarus)，俗称墨线鱼、金白娘[1]，隶属鲤形目，体长38～85 cm，主要分布于我国四川省双流县、汉源县、都江堰市等地。自1990年起，中国科学院水生生物研究所将其作为新的实验动物进行了系统的研究[2]，并对其进行了规范化饲养管理。至今，以稀有鮈鲫为实验生物的研究涉及生态毒理学、农药学、环境科学、水生生物寄生虫学等诸多领域，对该种生物的深度研究则多是对某一系统或组织器官进行的遗传学、胚胎学或组织学的研究，但对成体稀有鮈鲫的系统性组织学的研究尚未见报道。为此，用中国科学院水生生物研究所提供的正常生活环境下的稀有鮈鲫进行了整体固定，并制作石蜡切片，经HE染色后，采用光学显微镜对其各个系统的脏器和组织逐一进行详细的组织形态学观察和描述。

1 材料和方法

1.1 试剂

固定液：Bouin’s液。脱钙液：30%盐酸溶液1 L(700 mL 10%福尔马林，300 mL浓盐酸)，氯化钠140 g，冰醋酸20 mL。脱水剂：50%，75%，85%，95%酒精。透明剂：松油醇。包埋蜡：石蜡。脱蜡剂：二甲苯。染色剂：苏木素染液，伊红染液。其他：盐酸酒精，蒸馏水，自来水等。

1.2 耗材

组织包埋盒，载玻片，盖玻片等。

1.3 仪器

切片机，水浴展片机，恒温箱等。

1.4 切片制作方法

将稀有鮈鲫在Bouin’s液中固定24～48 h，再用自来水轻柔冲洗去表面浮色；于脱钙液中脱钙8～16 h后捞出，置于缓慢流动的自来水下轻柔冲洗过夜，以去除样品表面多余的脱钙液[3]；对稀有鮈鲫各部位和组织脏器进行修块并编号；将修块完成的样品分别在50%酒精(2 h)，75%酒精(2 h或过夜)，85%酒精(2 h)，95%酒精(1 h)梯度酒精中脱水[4]；继而在松油醇[4-5]中透明至组织呈半透明状后同包埋盒一起浸蜡包埋，完成包埋的样品于冰面上冷却凝固；以厚度为3 μm进行切片[3]；水浴展片后用载玻片捞出，烘片干燥；再按照常规HE染色[6]进行石蜡切片染色；中性树胶封片，晾干后于镜下观察并采集照片。

2 结果

2.1 被皮系统组织学观察

稀有鮈鲫的皮肤由外侧表皮和内部真皮构成[7](见图1)。与哺乳动物完全不同的是，稀有鮈鲫的表皮由层数不等的非角质化的立方上皮细胞构成，镜下可见最外侧的是一些梭形的上皮细胞，具有分裂能力，从而可对损伤进行修复。表皮中除了最外侧的梭形细胞，更多的是黏液细胞(见图2)。黏液细胞形态各异大小不一，胞核多位于细胞中央呈圆形至卵圆形，胞质内多有不等量的粉红均染的黏液样物质，黏液细胞可以分泌原始黏液，含有包括糖蛋白、酶类、免疫球蛋白[8]等多种物质，覆于鱼体表面有润滑、保护等作用。真皮层主要由结缔组织[9-10]构成，位于表皮层与肌肉之间，有多量的成纤维细胞。镜下可见呈均染红色的鳞片穿插于皮肤中。鳞片与皮肤相接之处有圆形的角质生成细胞(见图3A、B)，其胞质中富含角质颗粒。随着鱼的生长，鳞片数量并不会增多，但其体积会增大，从而形成“年轮状”外观(见图3C)。在鳞片游离端侧缘可见数量不等的色素细胞分布，主要是黑色素细胞、红色素细胞以及黄色素细胞等(见图3D)。

2.2 呼吸系统组织学观察

鳃弓由各鳃骨与咽骨及咽齿组成，同其他鲤科鱼类一样，稀有鮈鲫第5对鳃弓退化为咽齿，且具两行咽齿[1]。属于硬骨鱼的稀有鮈鲫的鳃开口于咽喉，外被鳃盖，称内鳃裂[11]。稀有鮈鲫具有鳃盖和鳃板结构，其薄板样的鳃瓣在鳃腔中舒展分布，又称鳃耙[11]。每个鳃弓都有软骨作为支架，在鳃弓上附着全鳃，全鳃的两组鳃丝以反向平行的方式向鳃腔分布。鳃瓣的游离部远端都分布有输入输出的血管，血管中充血明显。上皮细胞包围着鳃弓部，且该部富含黏液分泌细胞。软骨组织亦是鳃丝的支架，支持着组成呼吸膜的二级鳃瓣，二级鳃瓣相互平行排列，并与原始鳃瓣呈垂直角度连接[7]，形成一个个的鳃小叶[11]。血管化的鳃丝壁围成的管腔中可见大量的红细胞。每个原始鳃瓣都被复层细胞所覆盖，鳃瓣上还有一些其他类型的细胞，如扁平上皮细胞、淋巴细胞、巨噬细胞、黏液细胞及未分化的细胞等。氯细胞位于原始鳃瓣与二级鳃瓣连接处附近的鳃丝上皮内[12](见图4、图5、图6局部放大)，核大而圆，胞质丰富。基底膜上的一层或双层的立方上皮为柱细胞所支持，覆于二级鳃瓣上。

2.3 心血管系统组织学观察

稀有鮈鲫的心血管系统主要由心脏和血管及其中的血液构成。心肌有节律的收缩与舒张使得血液在血管中有序流动。稀有鮈鲫的红细胞为有核红细胞。

2.3.1心脏：从切片上看，同一般的硬骨鱼[1]一样，稀有鮈鲫的心脏(见图7、8)位于腹前侧，紧邻鳃腔，由四个连续的腔室构成，依次分别为静脉窦、心房、心室和有高度弹性的动脉[3]。心脏由心外膜、心肌和心内膜三层构成。外层的心外膜由单层扁平的上皮细胞构成，与位于单薄的结缔组织上的间皮参与构成心包腔[9-10]。肌层在不同部位的厚薄不均，在静脉窦处较薄，心房的肌层较厚，而心室的肌层最厚。心房的心肌呈松散的海绵状，而静脉窦则呈一个薄壁囊状结构，主要是由结缔组织构成。心肌是一种平滑肌[9-10]，心肌细胞胞质呈嗜酸性红染，胞核狭长深染。血液从心房中流出经房室瓣进入心室，心室和心房中均可见大量的有核红细胞蓄积。心室腔由贴于心肌纤维上的内皮细胞围成，其胞核形似逗号。

图1 皮肤注:1.表皮； 2. 真皮Fig.1 SkinNote:1.Epidermies; 2. Dermis

图2 皮肤注:1.鳞片； 2. 骨性鳞片； 3. 黏液细胞； 4. 疏松结缔组织Fig.2 SkinNote:1. Scale; 2. Bony scale; 3. Mucous cell; 4. Soft connective tissue

图3 鳞片注：A：角质生成细胞(H&E染色)； B：角质生成细胞； C：鳞片增大后形成的“年轮状”外观； D：鳞片中分布有色素细胞Fig.3 ScaleNote：A：Keratinocyte in scale(H&E staining)； B： Keratinocyte in scale； C： Annual ring-like scale； D：Chromocyte in scale

图4 鳃注:1.鳃弓； 2. 鳃丝Fig.4 GillsNote:1.Gill arch; 2. Gill filaments

图5 鳃瓣注:1.鳃弓； 2. 鳃瓣； 3. 血管Fig.5 LamellaeNote:1.Gill arches; 2. Lamellae; 3. Blood vessel

图6 二级鳃瓣注:1.鳃丝； 2. 软骨支架； 3. 氯细胞； 4.血管Fig.6 Secondary lamellaeNote:1. Gills; 2. Cartilainous tissue; 3. Chloride cell; 4. Blood vessel

2.3.2血管：血管内膜由扁平的内皮细胞构成，数层平滑肌细胞组成的不同厚度的肌层围在外侧，并被胶原纤维组成的外膜等包被。

图7 心脏注:1.具有高度弹性的动脉；2. 心室；3. 心房Fig. 7 HeartNote:1.Highly elastic bulbus arteriosus; 2.Ventricle; 3.Atrium

图8 心脏注:1.心室；2.心房；3.静脉窦Fig.8 HeartNote:1.Ventricle; 2. Atrium; 3. Sinus venosus

3 结论

从解剖学和组织学角度来看，稀有鮈鲫的皮肤由表皮和真皮构成。在其表皮外侧覆有鳞片，鳞片是皮肤的衍生物[12]，镜下可见鳞片中存在骨质结构，属于骨鳞[13]，HE染色呈均质的红色。据一些研究表明，一部分具有毛细血管化皮肤的鱼类其皮肤亦具有呼吸功能[14]，但稀有鮈鲫的体表被覆鳞片，这种情况下稀有鮈鲫的气体交换功能主要集中在鳃部，气囊也参与其中。从解剖结构来看，稀有鮈鲫的鱼鳃左右对称，结构精密。镜下可见壁层高度血管化的鳃丝[11]呈梳齿状覆于软骨支架上形成二级鳃瓣，二级鳃瓣又以并列的人字形排列组成原始鳃瓣，这种结构使得鳃丝以极大的表面积与鳃腔中的水流进行接触，流经鳃丝的入鳃血在此进行CO2与O2的交换，形成多氧的出鳃血[11，15]。与常见的实验动物相比，稀有鮈鲫的心肌厚度明显要薄，且成不规则的形状排列，在心室中可见交错呈梯状筛形的心肌层，而非典型的横向或纵向整齐排列。