不同質(zhì)量濃度Cu2+對(duì)草魚腦、肝胰臟組織結(jié)構(gòu)及肝胰臟中SOD活性的影響

任洪濤++林霖

摘要：在水溫（20±1） ℃下，采用靜水測(cè)試法研究養(yǎng)殖水體中不同質(zhì)量濃度（0、0.093 75、0.187 5、0.375、0.75、15 mg/L）Cu2+對(duì)體質(zhì)量10 g左右草魚（Ctenopharyngodon idellus）腦和肝胰臟的組織結(jié)構(gòu)及肝胰臟中超氧化物歧化酶（SOD）活性的影響，試圖探討重金屬的毒性積累和毒性機(jī)制。結(jié)果表明，Cu2+對(duì)草魚的24、48、96 h半數(shù)致死濃度（LC50）分別為1.278、1.227、0.276 mg/L，由（48 h LC50×0.3）/（24 h LC50/48 h LC50）2和公式96 h LC50×0.1計(jì)算出安全質(zhì)量濃度分別為0.361、0.011 9 mg/L。中毒初期草魚腦細(xì)胞輕微聚集，細(xì)胞核微增大；隨時(shí)間延長(zhǎng)，腦異常加重，細(xì)胞聚集明顯，核增大幾乎充滿整個(gè)腦細(xì)胞；肝胰臟細(xì)胞膨大，離散，核縮小，胞漿輕微溢出，少數(shù)肝胰臟細(xì)胞胞漿溢出，殘留的核物質(zhì)散亂分布，肝胰臟細(xì)胞凝固性壞死。隨著Cu2+濃度升高和時(shí)間延長(zhǎng)，草魚肝臟中SOD活性降低。

關(guān)鍵詞：草魚；Cu2+；質(zhì)量濃度；組織器官；SOD

中圖分類號(hào)：S943.112.91 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1002-1302（2017）06-0162-03

魚類作為人類重要的優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)來源被廣泛食用，但是隨著近年來工業(yè)的發(fā)展，大量的工業(yè)廢水以及魚類飼料中所含有的過量Cu2+流入水域中，使魚類的生存水環(huán)境受到了嚴(yán)重污染，同時(shí)也影響了魚類的品質(zhì)。重金屬在食物鏈中具有富集作用，會(huì)隨著生物等級(jí)的升高而富集，當(dāng)被人體食用后在人體的各個(gè)組織器官中累積，從而引發(fā)機(jī)體的慢性中毒，危害人體健康，甚至危及生命[1]。金屬銅是水生生物所必需的微量元素，對(duì)多種與生長(zhǎng)發(fā)育相關(guān)的生物酶的組成和功能起著重要作用。適量的銅有利于維持水產(chǎn)動(dòng)物內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定和機(jī)體的平衡，在機(jī)體造血、生長(zhǎng)繁殖、維持生產(chǎn)性能、提高機(jī)體免疫力等方面具有非常重要的作用[2]。但過量的銅能夠引發(fā)蛋白質(zhì)、脂質(zhì)以及DNA的損傷，特別是在高濃度時(shí)，則會(huì)引起神經(jīng)變性的失調(diào)[3]。草魚（Ctenopharyngodon idellus）作為我國淡水養(yǎng)殖四大家魚之一，也是主要的池塘養(yǎng)殖品種，養(yǎng)殖范圍與面積非常廣，草魚在全國各地的河流、湖泊、水庫中皆有分布。每年的草魚總產(chǎn)量居于所養(yǎng)水產(chǎn)養(yǎng)殖品種的前列，草魚肉質(zhì)細(xì)嫩、個(gè)體大、肌間刺少；含有豐富的不飽和脂防酸，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值非常高；另外草魚的消化力強(qiáng)，生長(zhǎng)快，適應(yīng)能力強(qiáng)，具有極高的經(jīng)濟(jì)和研究?jī)r(jià)值。目前有關(guān)草魚的研究主要集中在營(yíng)養(yǎng)價(jià)值、轉(zhuǎn)基因抗病、人工繁殖、疾病防治等方面，而對(duì)于養(yǎng)殖水環(huán)境重金屬污染對(duì)草魚毒性效應(yīng)方面的研究較少。

養(yǎng)殖水環(huán)境中的Cu2+的毒性主要取決于在生物體內(nèi)的吸收和積累，所以，研究在一定含量和時(shí)間下，Cu2+在草魚魚種組織中的吸收、積累的影響，有利于揭示重金屬離子的吸收、積累機(jī)制。因此，本試驗(yàn)主要研究了養(yǎng)殖水體中不同濃度Cu2+對(duì)草魚腦和肝胰臟組織學(xué)及肝胰臟中超氧化物歧化酶活性的影響，為研究重金屬的毒性積累和毒性機(jī)制提供參考。

1材料與方法

1.1材料

試驗(yàn)用草魚購自河南省洛陽市水產(chǎn)市場(chǎng)，暫養(yǎng)3 d后進(jìn)行試驗(yàn)。暫養(yǎng)期間24 h連續(xù)充氣，每天投喂市售商品s飼料1～2次，并及時(shí)清理殘餌及糞便等雜物。正式試驗(yàn)前停食 1 d，選取體長(zhǎng)8.0～10.0 cm、體質(zhì)量約10 g、體質(zhì)健壯、規(guī)格整齊的個(gè)體進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)在6 L水桶中進(jìn)行。Cu2+由硫酸銅（CuSO4·5H2O，分析純，上?；瘜W(xué)試劑總廠生產(chǎn)）配制。

1.2方法

試驗(yàn)用水為曝氣24 h的自來水，水溫為（20±1） ℃，pH值為中性（7.0±0.5），試驗(yàn)期間連續(xù)充氣。每水桶中加入1 L 藥液、10尾草魚，不投喂也不充氧。死亡標(biāo)準(zhǔn)為腹部朝上、失去游動(dòng)能力、針刺無反應(yīng)，死亡個(gè)體及時(shí)撈出。

1.2.1預(yù)試驗(yàn)以10倍之差估計(jì)5個(gè)濃度，每個(gè)濃度用5尾魚苗，試驗(yàn)處理24 h，分幾次進(jìn)行，分別找出Cu2+的100%致死濃度與最小致死濃度，同時(shí)記錄不同濃度的各個(gè)組草魚魚苗的反應(yīng)。

1.2.2正式試驗(yàn)本試驗(yàn)采用10 cm左右、體質(zhì)量相近的草魚苗作為試驗(yàn)對(duì)象，隨機(jī)分為6組，每組3個(gè)重復(fù)，每個(gè)組隨機(jī)分配10尾魚，放在形狀相同的塑料桶內(nèi)試驗(yàn)4 d。0組為對(duì)照組，只采用曝氣后的自來水進(jìn)行飼養(yǎng)；其他1、2、3、4、5組及各重復(fù)依次采用的濃度為0.093 75、0.187 50、0.375 00、0750 00、1.500 00 mg/L，溶液的體積均為1 L。試驗(yàn)過程中，記錄好試驗(yàn)開始的時(shí)間，隨時(shí)觀察桶內(nèi)魚苗的生活狀況，并記錄24、48、72、96 h各個(gè)試驗(yàn)組死亡魚苗數(shù)，算出平均死亡率，用直線內(nèi)插法求出半數(shù)致死量。安全濃度（SC）計(jì)算公式：SCⅠ=（48 h LC50×0.3）/（24 h LC50/48 h LC50）2；SCⅡ=96 h LC50×0.1。

及時(shí)撈出各濃度下死亡的草魚以及對(duì)照組的草魚，取出肝胰臟和腦組織，將一部分組織放入10%甲醛溶液中固定，用來制作組織切片；另一部分肝臟裝入1.5 mL EP管中并做好明確標(biāo)記，置于-20 ℃冰箱中保存，最后采用試劑盒（南京建成生物工程研究所）的方法測(cè)定肝胰臟組織中超氧化物歧化酶（SOD）的活性。

1.3數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)與分析

試驗(yàn)測(cè)得的所有數(shù)據(jù)均采用Excel進(jìn)行整理；運(yùn)用SPSS軟件中的One-Way ANOVA檢驗(yàn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2結(jié)果與分析

2.1草魚Cu2+中毒的行為癥狀

草魚在試驗(yàn)開始立即變得興奮，3 h后開始出現(xiàn)不良癥狀，約9 h后出現(xiàn)死魚。高濃度試驗(yàn)組魚苗興奮性比低濃度組高，1 h后高濃度組試驗(yàn)魚游動(dòng)加快上下竄動(dòng)，常浮出水面試圖跳出塑料桶，此時(shí)試驗(yàn)藥液渾濁。低濃度組魚苗也出現(xiàn)相同癥狀，但約6 h后低濃度組逐漸恢復(fù)平靜，試驗(yàn)藥液逐漸澄清，而高質(zhì)量濃度組仍有試驗(yàn)魚試圖跳出塑料桶，7 h后各質(zhì)量濃度組魚苗恢復(fù)平靜，體表分泌1層白色絮狀黏液，游動(dòng)減慢，反應(yīng)較遲鈍。隨后高質(zhì)量濃度組有魚出現(xiàn)身體失去平衡，有側(cè)游翻轉(zhuǎn)等現(xiàn)象，中毒魚不時(shí)掙扎直至死亡。死亡時(shí)，胸鰭展開口、鰓蓋張開，呈現(xiàn)呼吸困難狀態(tài)。將中毒后的死魚進(jìn)行解剖，與對(duì)照組活魚比較，中毒魚體表黏液分泌增多，鰓絲腫脹，肝腫大、色澤變暗，膽囊腫大、膽汁充盈，腎臟充血，色澤變暗。魚苗的體表常伴有潰爛的斑點(diǎn)，死亡后魚體發(fā)白。